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Universidad de Salamanca. Facultad de Medicina.
Tesis Doctoral
María Lobato Carreño
Salamanca 2013
Estudio in vitro de los factores que influyen en la
eficacia adhesiva del cementado de tubos y
brackets.
APLICACIÓN DEL LÁSER
DE
Estudio in vitro de los factores que
influyen en la eficacia adhesiva del
cementado de tubos y brackets.
Tesis doctoral
Presentada por María Lobato Carreño para optar
al título de Doctor en Odontología
Director:
Dr. Alberto Albaladejo Martínez
2013
UNIVERSIDAD DE SALAMANCA
FACULTAD DE MEDICINA
Departamento de Cirugía
2
3
Profesor Dr. D. CLEMENTE MURIEL VILLORIA, Director del
Departamento de Cirugía de la Universidad de Salamanca,
CERTIFICA QUE:
La presente Memoria, elaborada por Dª María Lobato Carreño para optar a la
Tesis Doctoral, con el título “Estudio in vitro de los factores que influyen en la eficacia
adhesiva del cementado de tubos y brackets”, y realizada bajo la dirección del Dr. D.
Alberto Albaladejo Martinez, reúne los requisitos necesarios para su presentación y
defensa ante el Tribunal Calificador para poder optar al Grado de Doctor por la
Universidad de Salamanca.
Y para que así conste, expide y firma la presente certificación en Salamanca a
28 de Octubre de 2013.
Fdo.: Dr. D. Clemente Muriel Villoria
4
5
Profesor Dr. D. ALBERTO ALBALADEJO MARTINEZ, Doctor del
Departamento de Cirugía de la Universidad de Salamanca.
CERTIFICA QUE:
El presente trabajo titulado “Estudio in vitro de los factores que influyen en la
eficacia adhesiva del cementado de tubos y brackets”, ha sido realizado bajo su
dirección en el Departamento de Cirugía por la licenciada en Odontología Dª María
Lobato Carreño para optar a la tesis doctoral. Habiéndose concluido y reuniendo, a su
juicio, las condiciones de originalidad y rigor científico necesarias, autorizan su
presentación a fin de que pueda ser defendido ante el Tribunal correspondiente.
Y para que así conste, expide y firma la presente certificación en Salamanca, a
28 de Octubre de 2013.
Fdo. Dr. D. Alberto Albaladejo Martinez
6
7
AGRADECIMIENTOS
Quiero agradecer en esta Tesis Doctoral a todas aquellas personas que me han ayudado
de una manera u otra a su realización.
Al director de este trabajo, el Dr. Alberto Albaladejo Martinez, por su ayuda profesional
y humana, tiempo y paciencia. Sin su dedicación no habría sido posible la realización de
esta Tesis.
Al Dr. Javier Montero Martín, quien siempre estuvo a mi lado incentivando y señalando
el camino a seguir, apoyando cada uno de mis pasos.
A las Dras. Laura Ceballos García y María Victoria Fuentes Fuentes, por poner a mi
disposición el equipamiento necesario para realizar este estudio así como por su ayuda e
instrucción con los procedimientos experimentales.
A la Dra. Raquel del Castillo Oyagüe, por su revisión y hacerme crecer como
investigadora. Le agradezco enormemente el tiempo, dedicación y la cantidad de
conocimientos empleados en ello.
A la Dra. Marta Ortiz Aranda y al Dr. D. Pablo Moreno Pedraz por su ayuda y
conocimientos de microscopía electrónica aportados en nuestro trabajo.
A todos los amigos, compañeros y doctorandos por sus consejos y apoyo en el momento
adecuado.
8
9
Agradezco a mi hermano, padres y familia, porque gracias a la educación que
me han proporcionado, apoyo, confianza y su generosidad he llegado hasta aquí.
Con amor y de todo corazón os dedico este trabajo.
10
11
ÍNDICE
Procedimiento para la presentación de la Tesis Doctoral en la Universidad de
Salamanca en el formato de compendio de artículos/publicaciones……………… 21
ÍNDICE DE TABLAS….….……………………………….………………………... 25
ÍNDICE DE FIGURAS………………..……………………………………..……… 27
LISTA DE ACRÓNIMOS……………………………………...…………………… 33
RESUMEN.……………………………………………………………………...…… 35
I. INTRODUCCIÓN……..……………………………………………...………… 41
I.1 Concepto de adhesión. Adhesión en Odontología……………….……… 43
I.2 El esmalte humano……………………………………………...………… 45
I.2.1 Composición química……………………………………………… 45
I.2.1.1 Matriz orgánica………………..…………………….......… 46
I.2.1.2 Matriz inorgánica……………….……………............…… 47
I.2.1.3 Agua……….……………………………………………… 47
I.2.2 Estructura histológica……………………………………………… 48
12
13
I.2.2.1 Unidad estructural básica…….……………………….…… 48
I.2.2.2 Unidades estructurales secundarias……………..........…… 50
I.2.3 Propiedades físicas……………...…………………......…………… 52
I.3 Concepto de adhesión…………………………………………………….. 55
I.3.1 Generalidades sobre adhesión…………………………………….. 55
I.3.2 Factores que influyen sobre la adhesión……...…………………... 55
I.4 Adhesión al esmalte………………..………………..…………………….. 58
I.4.1 Técnica de grabado ácido…………………………………………. 58
I.4.1.1 Patrones de grabado………………………..……………… 60
I.4.2 Sistemas adhesivos……………………………………….………… 62
I.4.2.1 Requisitos de los sistemas adhesivos…………...………… 62
I.4.2.2 Componentes de los sistemas adhesivos………...……...… 63
I.4.2.3 Clasificación de los sistemas adhesivos…….....………….. 66
I.4.3 Cementos de Resina …….………………………………….……… 70
I.4.3.1 Procedimiento del cementado de aditamentos
ortodónticos………………………………………...…… 72
14
15
I.4.3.2 Nuevos materiales de cementado en Ortodoncia………..... 74
I.4.3.2.1 Composites fluidos…………………………….. 74
I.4.3.2.2 APC Plus………………………………..……… 78
I.4.3.2.3 Cementos ionómeros de vidrio……………….... 81
I.4.3.2.3.1 Compómeros………………...……… 81
I.5 Adhesión en ortodoncia…………………………………………...……… 84
I.5.1 Evolución histórica…………………………………………..……… 84
I.5.1.1 Cementado de brackets…………………………………...… 85
I.5.1.2 Cementado de bandas/tubos………………………………… 86
I.5.2 Adhesión al metal…………………………………………………… 87
I.5.3 La base del tubo/bracket metálico…………………………………... 88
I.5.3.1 Bracket vs. Tubo…………………………………….……… 89
I.5.4 El fallo adhesivo……………….……………………………..……... 89
I.5.5 El fallo en la adhesión del tubo / bracket…………………………… 90
I.5.6 Medida del tipo de fallo en investigación ………………………….. 93
16
17
I.6 Método de medida de la eficacia adhesiva en Ortodoncia (Test de resistencia
al cizallamiento)…………………………..…………………...…...………… 96
II. OBJETIVOS Y JUSTIFICACIÓN…………………………………………….. 99
III. PUBLICACIONES ORIGINALES………………………………...………… 103
III.1 Lobato M; Montero J; Ceballos L; Oyagüe RC; Fuentes MV; Sánchez
JM; Albaladejo A. Effect of adhesive application on the shear bond strength of
flowable composite resins and APC Plus to orthodontic molar tubes. J Adhes
Sci Technol. 2012;27:811-9………..……..…………………………….……… 105
III.1.1 Abstract en español………………………………………..… 116
III.2 Lobato M, Montero J, Fuentes MV, Albaladejo A. Effect of adhesive
application on the shear bond strength of refrigerated and pre-heated of
different composite resins to orthodontic molar tubes. J Adhes Sci Technol.
2013;27:2251-64………...…………………..………………………………….. 119
III.2.1 Abstract en español……………………………………..…… 135
III.3 Lobato M, Santos del Riego S, Montero J, Orellana MI, Mirón JA,
Castaño A, Albaladejo A. Effect of adhesive application on the shear bond
strength using different cementing agents in molar and premolar attachments.
J Adhes Sci Technol. 2013; Aceptado para publicación el
18/10/2013……………………………………………………………….……… 137
III.3.1 Abstract en español…………………………………..……… 156
18
19
IV. DISCUSIÓN………………………………………………………..…………... 159
V. CONCLUSIONES………………………………………………………...…… 173
VI. REFERENCIAS…….………………………..………………………………... 177
VII. APÉNDICES……………………………………………..……………..……… 201
Apéndice I. Índice de Impacto de los artículos originales (JCR 2012)…...… 203
20
21
22
23
24
25
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla I.1. Tabla resumen de artículos relevantes de adhesión en Ortodoncia
mediante composites fluidos………………………………...………… 76
Tabla I.2. Diferencias en la composición entre el bracket APC1 Y APC 2……… 78
Tabla I.3. Diferencias entre el bracket APC2 y APC TM PLUS Adhesive Coated
Appliance System.................................................................................... 79
Tabla I.4. Tabla resumen de artículos relevantes de adhesión en Ortodoncia
mediante APC Plus………………………………………………….… 80
Tabla I.5. Tabla resumen de artículos relevantes de adhesión en Ortodoncia
mediante cementos ionómeros de vidrio y compómeros de vidrio……. 83
Tabla III.1.1. Estadística descriptiva de los valores SBS (MPa) dentro de los subgrupos
analizados mediante un análisis de varianza (ANOVA) de dos vías y un
test de comparaciones múltiples de Student-Newman Keuls tomando el
composite XT como referencia…………………................................. 111
Tabla III.1.2. Registros del adhesivo residual (ARI) sobre el esmalte de los diferentes
grupos de muestras (n = 100)………….………………………...…… 112
Tabla III.2.1. Estadística descriptiva de los valores SBS (MPa) de los 24
subgrupos……………………………………………………..……… 126
Tabla III.2.2. Registros del adhesivo residual (ARI) sobre el esmalte de los diferentes
26
grupos de composites (n = 100)……….……………………...……… 127
Tabla III.3.1. Comparativa de los valores de adhesión entre grupos (MPa)……….. 154
Tabla III.3.2. Comparativa del porcentaje de distribución de ARI (0-1 frente a 2-3) en
subgrupos composite/adhesivo……………….…………..…………… 155
27
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Microscopía electrónica de barrido del aspecto de los prismas en
“ojo de cerradura” y disposición de los mismos. Corte
transversal………………………………………………………… 49
Figura 2. Tipos de grabado en esmalte dental. a) Tipo I; b) Tipo II; c) Tipo III;
d) Tipo IV; e) Tipo V....................................................................... 61
Figura 3. Evolución de los adhesivos…………………………………..…… 69
Figura 4. Esquema del cementado tradicional de tubos/brackets realizado
actualmente………………………………………………………… 73
Figura 5. Algunos de los composites fluidos estudiados: 1) Tetric EvoFlow; 2)
Wave mv; 3) Transbond Supreme LV…………………...………… 75
Figura 6. Sistema APC Plus (3M Unitek Dental Products, Monrovia,
Calif.)……………………………………………………………... 79
Figura 7. Representación del adhesivo remanente con respecto a la cantidad del
material de resina que queda aparentemente en el diente…...……… 95
Figura 8. Esquema de la posición del punzón en la muestra: 1) visión frontal; y
2) visión lateral. El filo del punzón se situará dirigido a la interfaz
superficie del bracket - agente cementante, ejerciendo una fuerza
28
paralela a una interfaz plana en la dirección oclusal-apical,
simulando así las fuerzas ortodónticas………………………….… 97
Figura 9. Máquina de ensayo Universal (INSTRON)…………….………… 97
Figura III.1.1. Composición química y modo de aplicación de los composites
utilizados en el estudio ………………………………………… 109
Figura III.1.2. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con Transbond XT con
adhesivo a 20 kV. Notas: (A) 20, (B) 100, y (C) 200
magnificaciones. Menos del 50% de adhesivo residual sobre la
superficie del diente (Índice ARI: 1)………………….………… 112
Figura III.1.3. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con Tetric Flow con
adhesivo a 20 kV. Notas: (A) 20, (B) 100, y (C) 200
magnificaciones. Más del 50% de adhesivo residual sobre la
superficie del diente (Índice ARI: 2). TF mostró numerosos
poros/burbujas (señalados en blanco)……………….……...…… 112
Figura III.1.4. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con Transbond Supreme
LV sin adhesivo a 20 kV. Notas: (A) 15, (B) 100, y (C) 200
magnificaciones. Menos del 50% de adhesivo residual sobre la
superficie del diente (Índice ARI: 1). Transbond Supreme LV mostró
numerosos poros/burbujas (C) y grietas transversales (B) a lo largo
de la superficie residual de composite (señalados en
blanco)…………………….…………………………...………… 113
Figura III.1.5. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
29
descementado de aditamentos cementados con Wave Flow mv sin
adhesivo a 20 kV. Notas: (A) 15, (B) 100, y (C) 200
magnificaciones. Se ha detectado un desprendimiento completo del
cemento de composite de la capa adhesiva. Adhesivo residual sobre
la superficie del diente (Índice ARI: 2)…………………….….… 113
Figura III.2.1. Representación gráfica de los valores SBS de los composites
estudiados a diferentes temperaturas…………………….……… 125
Figura III.2.2. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con XT a 60°C con
adhesivo a 20 kV: (A) 10, (B) 50 y (C) 200 magnificaciones. Menos
del 50% de adhesivo residual sobre la superficie del diente (Índice
ARI: 1). XT mostró grietas transversales (C) a lo largo de la
superficie residual de composite (señalados en
blanco)…………………………………………………………… 128
Figura III.2.3. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con LV a 60°C sin
adhesivo a 20 kV: (A) 16, (B) 200 y (C) 1000 magnificaciones.
Menos del 50% de adhesivo residual sobre la superficie del diente
(Índice ARI: 1). No aparecieron poros/burbujas ni grietas
transversales…………………………………………...………… 129
Figura III.2.4. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con LB a 60°C sin
adhesivo a 20 kV: (A) 10, (B) 50 y (C) 200 magnificaciones. No
aparece adhesivo residual sobre la superficie del diente (Índice ARI:
0). Fractura de una porción de esmalte (A)……………………… 130
30
Figura III.3.1. Esquema de los diferentes grupos y subgrupos del estudio. La
muestra se dividió en 2 grupos: 40 brackets y 40 tubos, y ambos
grupos se dividieron en cuatro subgrupos en función del cemento
utilizado. Finalmente, cada grupo se dividió en dos mediante la
aplicación de un sistema adhesivo a la mitad de las muestras y
ausencia de aplicación a la otra mitad………………………..….. 152
Figura III.3.2. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con APC Plus con
adhesivo a 5 kV: (A) 50, (B) 100, y (C) 500 magnificaciones. Más
del 50% de adhesivo residual sobre la superficie del diente (Índice
ARI: 2). APC Plus mostró grietas transversales (C) a lo largo de la
superficie residual de composite (señalados en
blanco)…………………………………………………………… 152
Figura III.3.3. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con APC Plus con
adhesivo a 5 kV: (A) 50, (B) 100, y (C) 500 magnificaciones. Más
del 50% de adhesivo residual sobre la superficie del diente (Índice
ARI: 2). APC Plus mostró numerosos poros/burbujas (B y C) y
grietas transversales (B y C) a lo largo de la superficie residual de
composite (señalados en blanco)……………………………...… 152
Figura III.3.4. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con Fuji Ortho con
adhesivo a 5 kV: (A) 50, (B) 100, y (C) 500 magnificaciones. Menos
31
del 50% de adhesivo residual sobre la superficie del diente (Índice
ARI: 1). Fuji Ortho mostró grietas transversales (A-C) a lo largo de
la superficie residual de composite (señalados en
blanco)…………………………………...………………….…… 153
Figura III.3.5. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con Fuji Ortho con
adhesivo a 5 kV: (A) 50, (B) 100, y (C) 500 magnificaciones. Menos
del 50% de adhesivo residual sobre la superficie del diente (Índice
ARI: 1). Fuji Ortho mostró grietas transversales (B y C) y
poros/burbujas (C) a lo largo de la superficie residual de composite
(señalados en blanco)………………………………………….… 153
Figura III.3.6. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con Wave MV Flow sin
adhesivo a 5 kV: (A) 50, (B) 100, y (C) 500 magnificaciones. Menos
del 50% de adhesivo residual sobre la superficie del diente (Índice
ARI: 1)…………………………………………………….…..… 153
Figura III.3.7. Representación de imágenes SEM de la superficie de esmalte tras el
descementado de aditamentos cementados con Wave MV Flow sin
adhesivo a 5 kV: (A) 50, (B) 100, y (C) 500 magnificaciones. Menos
del 50% de adhesivo residual sobre la superficie del diente (Índice
ARI: 1)……………………………………………………........... 153
32
33
LISTA DE ACRÓNIMOS
4-META 4 Metacriletil Trimelítico Anhidro
APC APC Plus System
ARI Adhesive Remnant Index (Índice de adhesivo residual)
Au-Pd Oro-Paladio
AXT Adhesivo Transbond XT
Bis- GMA Bis-Fenol A di-Glicidil Metacrilato
Bis- EMA Bis-Fenol A di-Glicidil Metacrilato etoxilado
BPDM Bifenil-Dimetacrilato
CIV Cementos de Ionómero de Vidrio
FHAp Fluorhidroxiapatita,
HAp Hidroxiapatita
HEMA Hidroximetacrilato de Etilo
LB Light Bond
LC Fuji Ortho LC
MEB Microscopio Electrónico de Barrido
MDP 10-metacriloiloxi-decil-dihidrogenol
Ni-Cr-Be Níquel-Cromo-Berilio
PENTA Dipentaeritritol-penta-acrilato-monofosfato
Phenil-P 2-metacriloiloxietilfenil-hidrogenol
PPD Fenilpropanodiona
RMGICs Resin-Modified Glass Ionomer Cements (ionómeros reforzados
con resina)
34
S Transbond Supreme LV
SBS Shear Bond Strength test (test de resistencia al cizallamiento)
SEM Scanning Electron Microscopy (Microscopio electrónico de
barrido)
SD Standard Deviation (Desviación estándar)
TEGDMA Trietileno glicol dimetacrilato
TF Tetric EvoFlow
W Wave mv Flow
XT Transbond XT
35
RESUMEN
La innovación y mejora de los biomateriales para adherir diferentes aditamentos
ortodónticos al esmalte necesita una mayor investigación con la intención de buscar un
sistema de cementado que: 1) muestre una elevada eficacia adhesiva con el esmalte para
mantener los aditamentos a lo largo del tratamiento con aparatología fija; 2) simplifique la
técnica con un menor número de pasos para disminuir tiempo y costes y; 3) sea lo más
conservador posible con el esmalte una vez removida la aparatología fija. Los tubos y
brackets son los aditamentos ortodónticos más empleados rutinariamente en los
tratamientos. Ambos presentan una base con área y forma distinta además de sufrir fuerzas
oclusales diferentes, por lo que se debe estudiar el efecto que tienen los nuevos
biomateriales en la eficacia adhesiva de ambos aditamentos ortodónticos, al igual que la
temperatura que deben tener en el momento de la cementación para conseguir una óptima
adhesión tubo/bracket-esmalte.
Los objetivos de la tesis fueron: 1) determinar la influencia de diferentes agentes
cementantes (composites de uso ortodóntico, composites fluidos, aditamentos con
compómero incorporado y cementos de vidrio ionómero modificado con resina) en los
valores de resistencia al cizallamiento en el cementado de brackets y tubos; 2) estudiar
la influencia del empleo de un sistema adhesivo en la eficacia adhesiva del cementado
de brackets y tubos sobre esmalte acondicionado con ácido ortofosfórico usando
diferentes agentes cementantes; 3) averiguar el efecto de los cambios de temperatura en
los agentes cementantes previo a su uso en la eficacia adhesiva de la interfase tubo-
36
esmalte; 4) investigar las diferentes fuerzas de resistencia al cizallamiento que muestran
los tubos con respecto a los brackets al cementarlos sobre esmalte acondicionado con
ácido ortofosfórico.
Para la realización de la tesis se emplearon 300 molares humanos extraídos por
motivos ortodónticos o periodontales y 80 premolares extraídos por causa ortodóntica,
con los que se llevaron a cabo tres protocolos de investigación in vitro:
1) El primero de ellos con el fin de estudiar la influencia del empleo de un
sistema adhesivo en las fuerzas de adhesión del cementado de tubos con
varios composites fluidos y un sistema de tubos con compómero
incorporado para el que se cementaron 100 tubos en terceros molares
dividiéndose la muestra en 5 grupos: Tetric EvoFlow (TF); Wave mv
Flow (W); Transbond Supreme LV (S); Transbond XT (XT) y; APC Plus
System (APC). Para cada grupo, a la mitad de los especímenes se les
añadió adhesivo (Transbond XT -AXT-) mientras que la otra mitad se
cementaron directamente sobre el esmalte grabado.
2) El segundo para investigar el efecto en la eficacia adhesiva tubo-esmalte
del uso previo de un sistema adhesivo y los cambios de temperatura en
diferentes agentes cementantes en el momento de su empleo. Para
desarrollarlo se cementaron 120 tubos en terceros molares, los cuales se
dividieron en 3 grupos según el agente cementante empleado: XT, S y
Light Bond (LB). Cada grupo, a su vez, se dividió en 4 subgrupos
dependiendo de la temperatura aplicada al agente cementante antes de la
adhesión (5°, 20°, 40° y 60°C). Para cada grupo, a la mitad de los
37
especímenes se les añadió adhesivo AXT mientras que la otra mitad fue
cementada sobre el esmalte grabado.
3) El tercero se realizó para comparar la influencia del empleo de un sistema
adhesivo en las diferentes fuerzas de resistencia al cizallamiento que
muestran los tubos con respecto a los brackets al cementarlos sobre
esmalte acondicionado con ácido ortofosfórico, para llevarlo a cabo se
cementaron 160 aditamentos (80 tubos en terceros molares y 80 brackets en
premolares). Se dividieron en 4 grupos idénticos: XT, APC, WF y Fuji
Ortho LC (LC). Para cada grupo, a la mitad de los especímenes se les
añadió adhesivo AXT mientras que la otra mitad fue cementada sobre el
esmalte grabado.
Para la realización de las tres pesquisas, tanto los molares como los premolares
se trataron por la cara vestibular con un pulido de pasta sin fluoruros. El esmalte se grabó
con ácido ortofosfórico al 37% y se cementaron los correspondientes aditamentos
ortodónticos siguiendo los diferentes parámetros correspondientes a cada grupo. Las
muestras con los aditamentos ortodónticos cementados se almacenaron en recipientes con
agua destilada dentro de una estufa que mantiene la temperatura a 37ºC durante 24 horas.
Para la realización de la prueba de resistencia a la cizalla, cada espécimen se montó
en un cilindro de resina acrílica autopolimerizable, el cual se colocó en una máquina de
prueba universal donde fue testado aplicándole una aceleración de 0.5 mm/min2 hasta
que se obtuvo el descementado del tubo o bracket. La fuerza aplicada fue en el sentido
inciso-gingival. Se calcularon las fuerzas de adhesión en Mpa y las desviaciones estándar
de cada grupo. El área de superficie de la base se determinó midiendo la longitud y el
38
ancho y computando el área media.
Para valorar el fracaso en la adhesión se examinaron las superficies de esmalte
resultantes tras la remoción de los tubos o brackets, según correspondía a cada protocolo
realizado, con un estereomicroscopio. El adhesivo residual sobre los dientes se clasificó
usando el índice de restos de adhesivo (ARI). Los especímenes más representativos de
cada grupo se observaron en un microscopio electrónico de barrido con la intención de
observar las alteraciones morfológicas producidas en el substrato del esmalte durante el
proceso de adhesión.
A todos los datos se les realizó un análisis estadístico donde la significancia
estadística se estableció para p=0.05. Los datos se analizaron con SPSS/PC + v.4.0 (SPSS,
Chicago I11). La descripción estadística se realizó sobre los datos numéricos incluyendo la
media y la desviación estándar calculada en todas las muestras testadas.
Los principales resultados a señalar son los siguientes: 1) en el uso de APC y
composites fluidos para el cementado de tubos de ortodoncia en molares, la aplicación
de un adhesivo no conlleva un efecto significativo, pero existe una marcada tendencia
en la influencia del factor composite en los valores de resistencia a la fuerza de cizalla.
La media de los valores de los tubos cementados con XT con adhesivo fue
significativamente superior a la media de los tubos cementados con APC con adhesivo,
TF con y sin adhesivo y S con adhesivo; 2) al comparar varios agentes cementantes
empleados para cementar tubos en molares a diferentes temperaturas, el tipo de
composite sólo influye si comparamos XT y LB. El uso de adhesivo no afecta los
valores de resistencia a la cizalla obtenidos. El composite fluido que contiene partículas
39
de zirconia (S) mostró bajos valores de resistencia al cizallamiento al enfriarlo a 5ºC y
cuando las temperaturas subieron de 40ºC. Independientemente del uso del adhesivo,
los composites con partículas de sílice (LB) mostraron bajos valores de resistencia a las
fuerzas de cizalla a 60ºC y mejoraron a 5ºC; 3) al estudiar diferentes cementos para
adherir brackets y tubos, cada uno de ellos mostró valores similares sin el uso de
adhesivo. Cuando se aplicó un adhesivo previo al cementado, XT, W y APC mostraron
valores superiores que LC. Los tubos presentaron mayores valores de resistencia a la
fuerza de cizalla que los brackets en los cementos XT y W con o sin adhesivo y en APC
con adhesivo y; 4) Evaluar el índice de adhesivo residual y fracturas producidas en la
superficie del esmalte tras la remoción de tubos y brackets.
Las conclusiones obtenidas fueron: 1) todos los agentes cementantes empleados
(composites de uso ortodóntico, composites fluidos, aditamentos con compómero
incorporado y cementos de ionómero de vidrio modificado con resina) obtuvieron unos
valores de resistencia al cizallamiento aceptables para su uso en el cementado de tubos y
brackets; 2) el empleo de un sistema adhesivo no influye en la eficacia adhesiva
obtenida en la interfase bracket-esmalte y tubo-esmalte, independientemente del
cemento empleado; 3) la temperatura se considera una variable que ejerce un cambio en
la eficacia adhesiva obtenida en el cementado de tubos en la que a 20ºC, los valores de
resistencia a la cizalla tienden a ascender hasta los 40ºC que comienzan a bajar, excepto
cuando se aplica adhesivo con composites cuyas partículas contienen cuarzo, que
entonces continúan aumentando. Los composites sin adhesivo cuyas partículas
contienen sílice, tienden a descender a partir de los 5ºC; 4) los tubos muestran una
mayor eficacia adhesiva que los brackets al cementarse sobre esmalte si se emplea un
40
cemento tradicional de ortodoncia o un composite fluido, así como si se cementan con
aditamentos con compómero incorporado junto a un sistema adhesivo. Sin embargo,
tubos y brackets muestran los mismos valores de resistencia a la fuerza de cizalla si se
emplea un cemento de ionómero de vidrio modificado con resina o un aditamento con
compómero incorporado sin sistema adhesivo previo y; 5) El descementado de tubos
presenta un índice de adhesivo residual menor que el obtenido en brackets que
aumentan el riesgo de lesiones iatrogénicas en el proceso de remoción. Para ser lo más
conservador posible con el esmalte una vez quitada la aparatología, se aconseja
cementar los tubos con un composite fluido que contiene partículas de zirconia con y
sin adhesivo previo, mientras que para brackets un compómero con adhesivo. El mayor
número de fracturas de esmalte tiene lugar al remover brackets con un composite de gran
fluidez que contiene flúor y tubos con cementos que contienen sílice con y sin adhesivo
así como con APC con adhesivo.
41
I. ÍNTRODUCCIÓN
42
43
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.1. Concepto de adhesión. Adhesión en Odontología
La palabra adhesión proviene del latín ad y haerere, formada por: ad (para) y
haerere (pegarse) (Sainz y cols., 1967). Adhesión se define como el estado por el que
dos superficies se mantienen juntas mediante fuerzas o energías interfaciales basadas en
mecanismos químicos, mecánicos o ambos con la mediación de un adhesivo (ISO/TR
11405: 1993). El material que une dos superficies se denomina adhesivo y la superficie
a adherir se denomina adherente o sustrato (Kinloch, 1987; Packham, 1992). El espacio
virtual que hay entre las superficies unidas se denomina interfase.
Para que se produzca una buena adhesión tiene que existir una buena
humectabilidad y un íntimo contacto entre las superficies a unir (Burke y cols., 1995;
Toledano y cols., 2001). El periodo de tiempo que perdura la unión se denomina
durabilidad.
La adhesión se puede agrupar en dos procedimientos:
a) Mecanismo mecánico: consiste en el entremezclado del adhesivo solidificado en
las irregularidades de la superficie del adherente (Nakabayashi y cols., 1998;
Saraç y cols., 2007; Soberanes de la Fuente y cols., 2007). Da lugar a la
adhesión mecánica, que puede ser macromecánica (las irregularidades son
apreciables a simple vista) y micromecánica (las irregularidades son
microscópicas) (Nakabayashi y cols., 1998; Albaladejo y cols., 2006).
b) Mecanismo químico: corresponde a la unión íntima, a escala molecular mediante
la generación de enlaces químicos entre el adhesivo y el adherente. Se puede
llevar a cabo en forma de uniones iónicas o covalentes (primarios o fuertes) o
uniones por puentes de hidrógeno, interacciones por dipolos, fuerzas de Van der
Waals (secundarios o débiles) (Nakabayashi y cols., 1998; Saraç y cols., 2007;
Soberanes de la Fuente y cols., 2007).
44
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
La adhesión debe ser un proceso reversible que no deje secuelas una vez
finalizado el tratamiento (Tsui-Hsien y cols., 2001; Harari y cols., 2003; Osorio y cols.,
2003; Özcan y cols., 2004; Albaladejo y cols., 2006; Sarac y cols., 2007; Lobato y cols.,
2010). Existen diversos factores físicos, denominados fenómenos de superficie, que
influyen en la adhesión. Entre ellos se encuentran la tensión superficial y la
humectabilidad. La adhesión no se entiende como la simple aplicación de un pegamento
para unir dos superficies. En numerosas ocasiones hay que realizar pretratamientos
antes de la aplicación del adhesivo. Básicamente, el proceso de unión sigue tres pasos
fundamentales (Van Meerbeek y cols., 1992; Osorio y cols., 2003; Albaladejo y cols.,
2006):
a) Acondicionamiento del adherente. Consiste en alterar su morfología y/o su
estructura química.
b) Imprimación del adherente. Consiste en la aplicación previa de una sustancia
química con el fin de que el sustrato sea más receptivo al adhesivo.
c) Aplicación del adhesivo. Consiste en aplicar el adhesivo sobre la superficie
adherente.
Estos tres pasos no tienen porqué seceder siempre de forma claramente
diferenciada. Se pueden encontrar de manera simultanea o bien faltar alguno de ellos
(Van Meerbeek y cols., 1992; Osorio y cols., 2003).
45
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.2 El esmalte humano
El esmalte dental es una estructura cristalina compleja. Es el tejido ectodérmico
que cubre la corona anatómica del diente. Presenta unas propiedades físicas, una
composición química y una estructura histológica que lo individualizan del resto de
tejidos del genoma. Deriva del ectodermo y se forma a partir del llamado órgano del
esmalte (Gómez de Ferraris y cols., 2002; Berkovitz y cols., 2002). Se une al complejo
dentino-pulpar en la unión amelodentinaria y al cemento en la unión amelo-cementaria.
I.2.1 Composición química
Debido a su elevado contenido en sales minerales y su organización cristalina, el
esmalte es el tejido calcificado de mayor dureza en el cuerpo humano (Bhaskar y cols.,
1993). Dicha dureza se debe principalmente a que el esmalte pressenta una estructura
cristalina altamente mineralizada que contiene un 95-98% de materia inorgánica en su
peso. A su vez, un 1-2% de su composición lo ocupa una matriz orgánica y el 3-5%
restante está formado por agua (Bowes y cols. 1935; Sturdevant y cols., 1996; Berkovitz
y cols. 2002).
El esmalte presenta características únicas frente al resto de tejidos calcificados en
(Davis y cols., 1988; Avery y cols., 2007):
a) Deriva del ectodermo.
b) Su matriz orgánica es de naturaleza no colágena.
c) Sus cristales de Hidroxiapatita (HAp) son grandes en extremo, mucho más que
los de otros tejidos calcificados.
En el esmalte maduro humano no hay células ni prolongaciones celulares.
Las células se pierden durante la erupción, por tanto, no se puede elaborar un
46
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
nuevo esmalte por aposición después de la erupción.
I.2.1.1 Matriz orgánica
El componente orgánico de mayor importancia es de naturaleza proteica y
constituye un complejo sistema de multiagregados polipeptídicos. Entre estas proteínas
destacan (Gómez de Ferraris y cols., 2002): a) Las amelogeninas: son moléculas
hidrofóbicas, fosforiladas y glicosiladas. Son las más abundantes (90% al comenzar la
amelogénesis) (Gómez de Ferraris y cols., 2002). Se denominan proteínas del esmalte
inmaduro y se localizan entre los cristales de las sales minerales, sin estar ligadas a ellos
(Jones y cols., 2003). Su función es importante para establecer y mantener el espaciado
entre los prismas en las etapas iniciales del desarrollo del esmalte (Ross y cols., 2005);
b) las enamelinas: son moléculas hidrofílicas glicosiladas. Se localizan en la periferia de
los cristales formando las proteínas de cubierta. Representan entre el 2-3% de la matriz
orgánica del esmalte (Robinson y cols., 1998; Gómez de Ferraris y cols., 2002); c) las
ameloblastinas o amelinas: se localizan en las capas más superficiales del esmalte y en
la periferia de los cristales. Representan el 5% del componente orgánico (Gómez de
Ferraris y cols., 2002; Ross, 2005); d) las tuftelinas o esmalteinas: se localizan en la
zona de la unión amelodentinaria al inicio del proceso de formación del esmalte,
representando el 1-2% del componente orgánico (Ross y cols., 2005) y; e) las
parvalbúminas: se encuentran en el polo distal del proceso de Tomes del ameloblasto
secretor. Su función está asociada al transporte de calcio del medio intracelular al
extracelular (Gómez de Ferraris y cols., 2002).
Además de estas proteínas específicas, en la matriz orgánica del esmalte también
podemos encontrar proteínas séricas, enzimas y pequeñas cantidades de condroitín 4-sulfato,
condroitín 6-sulfato y lípidos.
47
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.2.1.2 Matriz inorgánica
El material inorgánico está formado por HAp, fluoruro, formas carbonadas,
elevadas concentraciones de calcio y fosfato, y en menor proporción aluminio, bario,
magnesio, estroncio, radio y vanadio. Esta parte inorgánica le confiere al esmalte un
aspecto translúcido (Gómez de Ferraris y cols., 2002; Osorio y cols., 2003). Estas sales
muestran una disposición apatítica que responde, al igual que el hueso, la dentina y el
cemento a la fórmula general Ca10(PO4)6(OH)2. Dichas sales se depositan en la matriz
del esmalte, dando origen a un proceso de cristalización que transforma la masa mineral
en cristales de HAp (Davis y cols., 1988) constituyendo prismas, bastones o varillas de
esmalte, que se corresponden con la unidad estructural básica del esmalte. Los iones
flúor pueden sustituir a los grupos hidroxilos en el cristal de HAp y convertirlo en un
cristal de fluorhidroxiapatita (FHAp), que es más resistente (menos soluble) a la acción
de los ácidos. Las concentraciones más altas de flúor se localizan en las 50 μm más
superficiales del esmalte (Gómez de Ferraris y cols., 2002).
Los cristales de sales minerales en el esmalte, a diferencia de otros tejidos
calcificados, son extremadamente grandes y se asemejan a placas de forma hexagonal.
La longitud aproximada promedio de estos cristales es de 2.000 Å, pero no son raras las
longitudes de 5.000 Å y 6.000 Å. A diferencia del hueso y la dentina, no parece haber
una etapa de fosfato de calcio amorfo en la formación de la HAp cristalina del esmalte
(Davis y cols., 1988).
I.2.1.3 Agua
Es el tercer componente de la composición química del esmalte.
Proporcionalmente, el esmalte tiene más agua (más del 4 %) que componentes
48
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
orgánicos (Mjör y cols., 1989). Se localiza en la periferia del cristal constituyendo la
denominada “capa de hidratación”. El porcentaje de agua en el esmalte disminuye
progresivamente con la edad (Gómez de Ferraris y cols., 2002).
I.2.2 Estructura histológica
I.2.2.1 Unidad estructural básica
La unidad estructural básica es “el prisma del esmalte”, que es una estructura
compuesta por cristales de HAp. El conjunto de prismas del esmalte forma el esmalte
prismático que constituye la mayor parte de esta matriz extracelular mineralizada
(Gómez de Ferraris y cols., 2002).
Esmalte prismático: los prismas son estructuras longitudinales de 4 μm de espesor
que se dirigen desde la unión amelodentinaria hasta la superficie del esmalte. El número
de prismas varía en relación al tamaño de la corona entre 5 y 12 millones. Con el
microscopio electrónico de barrido (MEB) se observan bastones irregularmente
paralelos en cortes longitudinales y con una morfología en ojo de cerradura en cortes
transversales (Bhaskar y cols., 1986; Gómez de Ferraris y cols., 2002) (figura 1).
49
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
Figura 1: Microscopía electrónica de barrido del aspecto de los prismas en “ojo de cerradura” y
disposición de los mismos. Corte transversal. Cedida por Toledano M.
Los prismas del esmalte están compuestos por un conjunto de cristales de HAp
que presentan una disposición muy bien definida en el interior de los mismos. En un
corte longitudinal, los ejes mayores de los cristales de HAp se disponen paralelos al eje
longitudinal del prisma en la región de la cabeza, y se van inclinando progresivamente
respecto a dicho eje hasta que adquieren una posición perpendicular en la región de la
cola del prisma (Meckel y cols., 1965; Osorio y cols., 2003). La orientación de los
prismas es bastante compleja pues no siguen una trayectoria rectilínea a través del
esmalte, sino un recorrido sinuoso. Los prismas se disponen en hileras o planos
circunferenciales alrededor del eje mayor del diente (Gómez de Ferraris y cols., 2002).
El material orgánico es muy escaso y se distribuye fundamentalmente en la periferia de
los prismas rodeando la estructura en ojo de cerradura. Este material es muy insoluble y
corresponde a la denominada vaina de los prismas (Gómez de Ferraris y cols., 2002). La
microscopía electrónica ha permitido investigar la sustancia interprismática y se ha
50
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
llegado a la conclusión de que posee el mismo grado de mineralización de cristales de
HAp que el cuerpo del prisma. Por lo tanto, es preferible hablar de área interprismática.
Dado que no se puede negar la existencia de este área interprismática sería mejor
describir la estructura adamantina conformada por prismas de sección aproximadamente
circular, sin olvidar que la región interprismática tiene el mismo contenido mineral que
el prisma (Barrancos y cols., 2006).
Esmalte aprismático: Es material adamantino carente de prismas. Se localiza en la
superficie externa del esmalte prismático y posee un espesor de 30 μm a 100 μm. Está
presente en todos los dientes primarios y en un 70% de los permanentes (Gómez de
Ferraris y cols., 2002). En estos últimos está ubicado en las regiones cervicales y en
zonas de fisuras y microfisuras y, en menor medida en las superficies cuspídeas. En el
esmalte aprismático, los cristales de HAp se disponen paralelos entre sí y
perpendiculares a la superficie externa (Gómez de Ferraris y cols., 2002).
I.2.2.2 Unidades estructurales secundarias
Se definen como aquellas estructuras o variaciones estructurales que se originan a
partir de las unidades estructurales primarias como resultado de varios mecanismos: el
diferente grado de mineralización, el cambio en el recorrido de los prismas y la
interrelación entre el esmalte y la dentina subyacente o la periferia medioambiental
(Gómez de Ferraris y cols., 2002).
Entre ellas se encuentran: a) Estrías de Retzius: Son líneas de crecimiento
incremental. Entre ellas hay intervalos de 20 a 80 μm siendo más numerosas en la
región cervical. En un corte transversal se ven como anillos concéntricos; en un corte
51
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
longitudinal se ven como series de bandas oscuras que reflejan los sucesivos frentes en
la formación del esmalte. Existe una estría más sobresaliente que las demás y que
coincide con el nacimiento (línea neonatal o línea de Rushton-Orban) (Gómez de
Ferraris y cols., 2002). Las microfotografías electrónicas revelan una posible
disminución en el número de cristales en las estrías. También se ha sugerido que los
prismas del esmalte se doblan cuando cruzan una línea incremental (Ten Cate y cols.,
1986); b) Penachos de Linderer: Representan grupos o acúmulos de prismas
hipomineralizados (hipocalcificados) que se extienden de la unión dentina-esmalte al
interior de este último en aproximadamente un tercio de su grosor y constituyen
regiones débiles o “fallas geológicas” en el tejido maduro (Davis y cols., 1988); c)
Bandas de Hunter-Schreger: Aparecen como bandas alternadamente claras y oscuras
denominadas respectivamente parazonas y diazonas (Ten Cate y cols., 1986). Son un
fenómeno óptico ocasionado únicamente por cambios en la dirección de los prismas. Se
ven más claramente en los cortes longitudinales por desgaste observados con luz
reflejada y se encuentran en los cuatro quintos internos del esmalte (Ten Cate y cols.,
1986, Bhaskar y cols., 1993); d) Esmalte nudoso: En las cúspides del diente, donde los
prismas se orientan principalmente en un plano vertical, el carácter ondulante de los
prismas individuales da origen al esmalte nudoso, en que los prismas aparecen torcidos
y contorneados uno alrededor de otro (en forma de anillos) en las caras cuspídeas de la
unión dentina-esmalte (Avery y cols., 2007); e) Unión amelodentinaria: La unión entre
el esmalte y la dentina se establece a medida que estos dos tejidos duros se forman y se
visualiza como un perfil ondulante o festoneado en los cortes por desgaste (Ten Cate y
cols., 1986). Al MEB se muestra como una serie de surcos que aumentan la superficie.
Esta relación asegura la firme retención del esmalte sobre la dentina (Bhaskar y cols.,
1993). El espesor de la unión amelodentinaria se ha estimado en 11,8 μm sin que
52
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
existan variaciones significativas entre los distintos dientes ni tampoco a lo largo de la
unión amelodentinaria de cada diente (Gómez de Ferraris y cols., 2002); f) Husos
adamantinos: Durante las primeras fases de aposición de la odontogénesis, las
prolongaciones de los odontoblastos pasan a través del límite amelodentinario hacia el
esmalte para quedar en íntima relación con los recién diferenciados ameloblastos
secretores (Bhaskar y cols., 1993). Al iniciarse la amelogénesis, estas estructuras
quedan atrapadas dentro de la matriz calcificada del esmalte para formar los husos
adamantinos; g) Periquimatías: Están producidas por las terminaciones de grupos de
prismas acentuadas por la oscilación de los ameloblastos antes que el siguiente grupo de
prismas contacte con la superficie del esmalte (Walter y cols., 1998); h) Líneas de
imbricación de Pickerill: Son surcos poco profundos existentes en la superficie del
esmalte, generalmente en la porción cervical de la corona (Gómez de Ferraris y cols.,
2002) e; i) Fisuras o surcos del esmalte: Son invaginaciones de morfología y
profundidad variable que se observan en la superficie del esmalte de premolares y
molares. El origen de las fisuras se debe a una coalescencia incompleta de los lóbulos
cuspídeos donde la actividad ameloblástica se desarrolla de forma independiente y
luego se sueldan (Gómez de Ferraris y cols., 2002).
I.2.3 Propiedades físicas
El esmalte presenta las siguientes propiedades:
a) Dureza: Es la resistencia superficial de una sustancia a ser rallada o a sufrir
deformaciones motivadas por presiones. Es duro debido a su alto contenido
mineral, encontrándose en un rango de 3 a 6 GPa (Xu y cols., 1998; Habelitz y
cols., 2001; Mann y cols., 2006), 200 a 500 Knoop y un valor de 8 en la escala
53
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
de Mohs. Llega a soportar fuerzas de hasta 150 kg (Zelander, 1974). La dureza
del esmalte decrece desde la superficie hacia la unión amelodentinaria y estará
determina por la diferente orientación y cantidad de cristales en las distintas
zonas del prisma (Bhaskar y cols., 1993; Xu y cols., 1998; Habelitz y cols.,
2001; Gómez de Ferraris y cols., 2002; Mann y cols., 2006).
b) Elasticidad: Es muy escasa pues depende de la cantidad de agua y de sustancia
orgánica que posee. Por ello, el esmalte es un tejido frágil ya que posee una
resistencia a la tensión baja y un módulo de elasticidad alto (de entre 70 y 120
GPa (Xu y cols., 1998; Habelitz y cols. 2001; Park y cols., 2008), por lo que
necesita algún tejido subyacente, la dentina, que tenga alta resistencia
compresiva y cierta resilencia (Saralegui y cols., 1997). La elasticidad es mayor
en la zona del cuello de los prismas por el mayor contenido en sustancia
orgánica (Xu y cols., 1998; Habelitz y cols., 2001; Gómez de Ferraris y cols.,
2002; Park y cols., 2008).
c) Color y Transparencia: El esmalte es translúcido y el color varía de un blanco
amarillento a un blanco grisáceo, dependiendo de la estructura subyacente, es
decir, de la dentina (Gómez de Ferraris y cols., 2002). La transparencia podría
atribuirse a variaciones del grado de calcificación y homogeneidad del esmalte.
A mayor mineralización, mayor translucidez (Bhaskar y cols., 1993; Gómez de
Ferraris y cols., 2002).
d) Permeabilidad: Es extremadamente escasa. El esmalte puede actuar como una
membrana semipermeable, permitiendo la difusión de agua y de algunos iones
presentes en el medio bucal (Gómez de Ferraris y cols., 2002).
54
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
e) Radioopacidad: Es la oposición al paso de los rayos Roentgen. Es muy alta
debido a su alto grado de mineralización (Gómez de Ferraris y cols., 2002). El
esmalte es más radiopaco que la dentina (Lee y cols., 2007), llegando a resultar
la estructura más radioopaca del organismo humano (Gómez de Ferraris y cols.,
2002).
55
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.3 Concepto de adhesión
I.3.1 Generalidades sobre adhesión
Se denominan “fuerzas de adhesión” a las que tienden a unir moléculas de
sustancias diferentes. Las fuerzas que tienden a unir moléculas de la misma sustancia se
llaman “fuerzas de cohesión”. La adhesión implica la existencia de atracciones
interatómicas o intermoleculares, de carácter químico, que pueden ser de distintos tipos
(Van Meerbeek y cols., 1994; Abate y cols., 2000). Las atracciones interatómicas son de
carácter fuerte y se basan en el juego de los electrones de las últimas capas de los
átomos. Pueden ser iónicas, covalentes o metálicas. Las atracciones entre moléculas son
de carácter más débil y se basan en la atracción entre cargas de distinto signo. Pueden
ser de tipo fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno, fuerzas polares, quelación y
fuerzas de dispersión (Abate y cols., 2000; Van Meerbeek y cols., 1994). Dos cuerpos
pueden también unirse por medio de anclajes que se fijan uno a otro a través de los
efectos geométricos y estructurales entre los sustratos adherentes (Abate y cols., 2000),
es decir, por retenciones mecánicas, rozamiento o ambos.
En odontología se utiliza con frecuencia el término adhesión para referirnos a
uniones de tipo mecánico, donde la unión se produce solamente por medio de
microrretención, sin ninguna interacción química entre los sustratos. Ésta es, por
ejemplo, la unión que se configura entre el esmalte grabado y la resina fluida (Van
Meerbeek y cols., 1994).
I.3.2 Factores que influyen sobre la adhesión
La adhesión se deja influir por las características de los sustratos que se van a
56
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
unir. Son determinantes las siguientes propiedades físicas:
a) Tensión superficial y energía superficial: Todos los átomos que constituyen un
cuerpo se encuentran atraídos y atraen a su vez a los átomos de alrededor por
medio de fuerzas electrostáticas. La compensación de unas fuerzas con otras
hace que el interior de la masa esté en equilibrio. Los átomos que quedan en la
superficie, al estar rodeados por otros átomos solamente por un lado, quedan
con fuerzas sin compensar y, por tanto, mantienen una energía no contrarrestada
en la superficie. En los líquidos, esta energía se denomina tensión superficial, y
en los sólidos, energía superficial (Erickson y cols., 1992).
b) Humectancia: Se denomina humectancia a la capacidad de un líquido para
mojar un sólido. Depende directamente de las energías superficiales de cada
uno de los sustratos, ya que la tensión superficial tiende a mantener el líquido
en forma de gota, mientras que la energía superficial del sólido tiende a que se
extienda. A mayor humectancia, mayor capacidad de mojar, es decir, mayor
capacidad de que el líquido se extienda por la superficie del sólido. La
humectancia se valora por medio de una gota de líquido colocada sobre el
sólido, midiendo el ángulo de contacto que forma la tangente de la gota con la
superficie del sólido. Cuanto mayor es ese ángulo, menos extendida está la gota
y menor es la humectancia (Padday y cols., 1992).
c) Capilaridad: Cuando un líquido se pone en contacto con un tubo de pequeño
diámetro tiende a introducirse por él. Este fenómeno se denomina capilaridad y
está directamente relacionado con la tensión superficial. Cuanto menor sea ésta,
mayor será la tendencia a introducirse por el capilar (García Barbero y cols.,
1997).
57
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
Todos estos factores tienen una enorme importancia en el campo de la adhesión al
esmalte:
- El esmalte tiene un alto contenido en materia inorgánica y muy poco contenido
en agua, por lo que tiene una energía superficial alta. Cuando se le trata con un
ácido se crean unas microporosidades que actúan como capilares.
- La resina que va a adherirse a las estructuras dentales tiene que tener una tensión
superficial y unas características de humectancia, capilaridad y fluidez que
favorezcan dicha unión (García Barbero y cols., 1997).
58
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.4 Adhesión al esmalte
El fenómeno de la adhesión al esmalte es probablemente el fenómeno que más ha
revolucionado la odontología en el último siglo. Durante las últimas décadas se ha
llevado a cabo una continua y rápida evolución en los materiales adhesivos
restauradores.
I.4.1 Técnica de grabado ácido
La adhesión al esmalte fue posible gracias a la introducción de la técnica de
grabado con ácido fosfórico (Buonocuore y cols., 1955). Buonocuore llevó a cabo un
estudio con la idea de modificar la superficie del esmalte de forma química para poder
adherir un material de restauración. Unos años después comenzó la era de las resinas
modernas, cuando Ray L. Bowen y cols. (1962) desarrolló un nuevo tipo de resina
compuesta. La principal innovación fue la matriz de resina de Bisfenol-AII. Glicidil
Metacrilato (Bis-GMA) que permite crear un polímero de cadenas cruzadas, y la
introducción de un agente de acoplamiento o silano entre la matriz de resina y las
partículas de relleno.
El efecto que persigue el grabado ácido sobre el esmalte, se basa principalmente
en cambiar su superficie para convertirla en más receptiva a la adhesión de las resinas
dentales mediante la destrucción del interior de los prismas, manteniendo intacta su
estructura periférica. Así se logran porosidades más retentivas. El ácido es capaz de
desmineralizar y disolver la matriz inorgánica de los prismas o varillas adamantinas
(unidad estructural del esmalte), creando poros, surcos y/o grietas, aumentando así la
superficie de contacto entre el diente y la resina en unas 2000 veces aproximadamente
59
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
(Jendresen y cols., 1981) y se está elevando la energía superficial a más del doble de la
que tiene el esmalte sin grabar (Perdigao y cols., 2000). Ambos efectos favorecen
enormemente las posibilidades de unión ya que la resina queda retenida mecánicamente
en el interior de los microporos (Van Meerbeek y cols., 1994).
El efecto del ácido grabador depende de la superficie de esmalte a tratar. La
superficie intacta del esmalte suele ser más resistente al grabado ya que en ella el
esmalte es aprismático y además, con frecuencia tiene un mayor contenido de flúor. Por
otro lado, el grabado del esmalte cortado actúa en función de la zona de los prismas que
se presenta al ácido. El mejor efecto se consigue cuando el ácido ataca las cabezas de
los prismas porque produce una descalcificación mayor en el centro que en la periferia,
de forma que se crean unos microporos altamente retentivos de 5 a 15 micras de
profundidad. Si lo que se presenta al ácido son prismas cortados longitudinalmente, más
que microporos, se crean unas erosiones lacunares que son mucho menos efectivas
(García Barbero y cols., 1997).
Desde que Buonocuore (1955) sugirió la utilización del ácido fosfórico al 80%
durante 2 minutos para grabar el esmalte, tanto la concentración del ácido como el
tiempo de aplicación se han ido reduciendo hasta la fecha actual. Así pues, Kinch y cols.
(1988) no encontraron diferencias estadísticamente significativas entre el grabado del
esmalte con ácido fosfórico durante 15 segundos o durante 60 segundos para el
cementado directo de brackets. Estos resultados coinciden con las observaciones de
Sadowsky y cols. (1990), Surmont y cols. (1992) y de Sheen y cols. (1993). Si el tiempo
de grabado supera los 60 segundos, se genera un patrón de grabado adamantino
inadecuado, ya que la precipitación mineral del esmalte eliminado provoca una
disminución en la profundidad de los microporos a unas 2-8 μm, y esto interfiere
negativamente con la adhesión (Gilpatrick y cols., 1991).
60
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
En lo referente a la concentración del ácido fosfórico, Sadowsky y cols. (1990)
obtuvieron los mismos resultados al aplicar el grabado con ácido fosfórico al 37% que
al 15%, por tanto, consideraban más favorable la menor concentración por la menor
posibilidad de dañar el esmalte. Wang y cols. (1994) sugirieron el uso del ácido
fosfórico durante 15 segundos y en una concentración entre el 10% y el 60% con el fin
de obtener una mayor fuerza adhesiva; ya que concentraciones por debajo del 10% y por
encima del 60% llevaban a un fracaso en la interfase adhesiva entre la resina y el
esmalte. Por el contrario, hay autores que defienden el uso de concentraciones de ácido
fosfórico inferiores. Tal es el caso de Carlstensen y cols. (1993) quienes concluyeron en
sus estudios que la solución de ácido fosfórico al 2% es la concentración óptima para el
cementado de brackets, pues con esta concentración se obtienen fuerzas adhesivas
aceptables y se previene el daño en la superficie del esmalte en el momento del
descementado.
I.4.1.1 Patrones de grabado
Los prismas presentan en condiciones normales cinco patrones
morfoestructurales distintos cuando se utiliza la técnica de grabado ácido (figura 2).
Silverstone y cols. describió en 1975 los patrones de grabado de los tipos I, II y III,
mientras que unos años más tarde, en 1979 fueron descritos los tipos IV y V por Galil y
Wright:
- Patrón tipo I: el centro del prisma aparece erosionado permaneciendo insoluble
la periferia.
- Patrón tipo II: la periferia de los prismas aparece erosionada y permanece
insoluble la zona central.
61
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
- Patrón tipo III: se produce una erosión generalizada y se configuran imágenes
que vagamente recuerdan la morfología prismática en escamas de pescado o en
ojo de cerradura.
- Patrón tipo IV: se observa una superficie con hoyos y marcas no uniformes. Se
caracteriza por una zona de depresiones distribuidas aleatoriamente por la
superficie del esmalte sin que exista una destrucción preferente de la periferia o
del centro de los prismas.
- Patrón tipo V: no hay evidencia de los prismas. Está caracterizado por una
superficie lisa que carece de microirregularidades para la penetración y retención
de la resina.
Figura 2: Tipos de grabado en esmalte dental. a) Tipo I; b) Tipo II; c) Tipo III; d) Tipo IV; e)
Tipo V. Tomado de Meléndez y cols., 2002.
La existencia de diferentes patrones se relaciona con variaciones en la
composición química de los prismas y, sobre todo con posibles diferencias regionales en
distintas piezas dentarias (Cehereli y cols., 2000).
62
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.4.2 Sistemas adhesivos
El desarrollo de la adhesión tanto al esmalte como a la dentina se encuentra en
plena evolución. Esto hace que la manera de adherir al diente cambie en muy poco
tiempo y, quizás, lo que ahora consideramos como algo definitivo, dentro de unos
meses puede estar obsoleto.
Se puede definir un sistema adhesivo, como el conjunto de materiales que sirven
para realizar todos los pasos de la adhesión del material restaurador al diente, como son
la preparación de la superficie del esmalte y dentina, adhesión química y/o
micromecánica a esmalte y dentina y adhesión química al material restaurador (Vega
del Barrio y cols., 1996).
I.4.2.1 Requisitos de los sistemas adhesivos
Los requisitos más importantes que debe tener un material adhesivo según Vega
del Barrio (1996) son: a) Capacidad reactiva al calcio y al colágeno para producir una
adhesión química a los tejidos duros del diente; b) tensión superficial adecuada para que
humecte la superficie y se produzca el fenómeno de capilaridad en las
microrretenciones; c) baja viscosidad para que fluya en el interior de estas
microrretenciones; d) hidrofilia, para que sea capaz de actuar en condiciones de
humedad; e) que sea capaz de experimentar una reacción de polimerización en presencia
de oxígeno y agua, con mínimos cambios dimensionales y en un corto período de
tiempo; f) resistencia elevada para que no se produzca fractura cohesiva del material; g)
resistencia adhesiva elevada, debiéndose adquirir esta resistencia en el mínimo período
de tiempo posible; h) Elasticidad y flexibilidad para que no se deforme
permanentemente y absorba las tensiones que se producen sobre la restauración o el
63
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
material adherido; i) Que sea insoluble a los fluidos orales y que sea ácido-resistente; j)
bactericida y bacteriostático, para eliminar los posibles gérmenes que hayan quedado
tras la preparación; k) cariostáticos, mediante la liberación de flúor; l) biocompatible y;
m) fácil de manipular.
En la actualidad no existe ningún adhesivo que cumpla todos estos requisitos
(Vadiakas y cols., 1994; Burke y cols., 1995; Vega del Barrio y cols., 1996).
I.4.2.2 Componentes de los sistemas adhesivos
La incapacidad de las resinas compuestas para adherir directamente a los
sustratos dentales, hizo que la aplicación de un sistema adhesivo fuera un paso
intermedio indispensable en los procedimientos clínicos donde se utilizasen dichos
materiales (Vega del Barrio y cols., 1996; Toledano y cols., 2003).
El procedimiento adhesivo consta de tres componentes básicos:
a) Agente grabador. Los más frecuentemente utilizados son ácidos fuertes, como el
ácido ortofosfórico al 37%. También se siguen usando en la composición de los
imprimadores ácidos débiles (cítrico, maleico, etc). En sistemas adhesivos más
actuales (adhesivos autograbadores) se utilizan nuevos monómeros ácidos como
el Phenil-P O EL MDP.
b) Imprimador o primer, que penetra y moja toda la zona descalcificada para
facilitar el contacto de la resina adhesiva con el colágeno desmineralizado. Sus
funciones son mejorar la humectabilidad de la dentina acondicionada, mantener
las fibras de colágeno sin colapsar y separadas entre sí y facilitar o vehiculizar la
resina adhesiva hacia el interior de la dentina descalcificada (Titley y cols.,
1995; Tani y cols., 1996; Perdigäo y cols., 1997; Toledano y cols., 2001).
64
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
c) Adhesivo o Resina. Se disuelve con el imprimador y penetra en la dentina,
sirviendo de puente entre las dos superficies a adherir, la dentina y el material
restaurador. Además, la resina adhesiva confiere una flexibilidad y resistencia
adecuadas a la zona de dentina infiltrada. Puede contener monómeros
hidrofílicos e hidrofóbicos.
- Monómeros hidrofílicos: son los encargados de conseguir la unión a la
dentina, aprovechando la humedad de la misma, impregnando la capa
híbrida y formando tags. Son monómeros como PENTA, HEMA
(hidroximetacrilato de etilo), BPDM, TEGDMA o 4-META (4
metacriletil trimelítico anhidro) (Padrós y cols., 2000; Jiménez Planas y
cols., 2007). Según los estudios realizados por Hotta y cols. (1992)
algunos de estos monómeros, en concreto el 4-META contienen tanto
grupos hidrofílicos como hidrofóbicos y producen un incremento en la
fuerza adhesiva entre las resinas de autocurado y el esmalte grabado
mejorando la estabilidad adhesiva. El monómero 4-META mejora la
penetración de la resina en la periferia de los prismas del esmalte
grabado y favorece la polimerización por lo que se consiguen unos
resultados excelentes en la adhesión al esmalte grabado.
- Monómeros hidrofóbicos: Son los primeros que formaron parte de los
materiales adhesivos y aunque son poco compatibles con el agua, su
función en los sistemas adhesivos es doble. Por un lado consiguen una
buena unión a la resina compuesta que también es hidrofóbica, y por otro
lado, al ser más densos que las resinas hidrofílicas, consiguen que la capa
de adhesivo tenga grosor suficiente para que la interfase diente/resina
soporte el estrés al que va a ser sometida (Jiménez Planas y cols., 2007).
65
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
El imprimador y el adhesivo suelen incorporar en su composición otros
productos para mejorar su comportamiento y sus propiedades. Estos productos
son:
- Activadores o agentes de la polimerización. Son los encargados de
desencadenar la reacción en cascada de la polimerización. Básicamente
nos encontramos con dos, los fotoactivadores que son las
camforoquinonas o la fenilpropanodiona (PPD) y los quimioactivadores
como el sistema Peróxido de Benzoilo (Jiménez Planas y cols., 2007).
- Aminas. En algunas ocasiones se encuentran asociados ambos tipos de
activadores encontrándonos entonces ante un adhesivo de fraguado dual
(Jiménez Planas y cols., 2007).
- Relleno inorgánico. Este componente no aparece en todos adhesivos,
pero en los que lo hace pretende reforzar a través del nanorrelleno la
resina y conseguir así un adhesivo con propiedades mecánicas mejoradas.
Con este tipo de adhesivos es más fácil conseguir un adecuado grosor de
capa pues son menos fluidos (Jiménez Planas y cols., 2007).
- Disolventes. Las resinas, para conseguir la humectancia y fluidez
adecuadas, deben estar disueltas en un solvente volátil. Este solvente
permite la entrada de la resina en las microrretenciones y posteriormente
se evapora llevándose con él toda la humedad residual. Los solventes
que utilizan nuestros adhesivos son agua, etanol y acetona. De todos ellos
el más volátil es la acetona, después el alcohol y por último el agua
(Jiménez Planas y cols., 2007).
66
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.4.2.3 Clasificación de los sistemas adhesivos.
Hay diversas clasificaciones para los sistemas adhesivos: según el sistema de
activadores, según su evolución y consiguiente aparición en el mercado (por
generaciones), según su acción sobre el barrillo dentinario, según su constitución física
(número de botes) o según el mecanismo de adhesión. Una de las clasificaciones más
completas es la que utiliza la composición y técnica de aplicación. Los clasifica en: 1)
adhesivos no autograbadores, de grabado total o convencionales y; 2) adhesivos
autograbadores (figura 3).
1. Adhesivos de grabado total, no autograbantes o convencionales.
Grabado total en tres pasos
A este grupo pertenecen los sistemas adhesivos que emplean la técnica de
grabado ácido total como mecanismo acondicionador de la estructura dental:
previo acondicionamiento de la superficie del esmalte con una aplicación de
ácido fosfórico al 37% durante 30 segundos (puede variar dependiendo de
las normas de cada fabricante), se realiza un posterior lavado con agua y se
elimina del exceso de humedad, se aplica el adhesivo, el cuál penetra en los
poros creados por el ácido gracias a su baja tensión superficial, capacidad
humectante y capilaridad. Al penetrar en las porosidades, forma los llamados
tags de resina primarios y secundarios (Van Meerbeek y cols., 2002). Se ha
demostrado que gracias a la composición homogénea del esmalte, tipo de
superficie y alta energía superficial (después de la aplicación del agente
acondicionador) es posible obtener altos valores de fuerza de adhesión (30
MPa in vitro) siendo estos valores siempre superiores a los obtenidos en
67
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
dentina debido a las características especiales de dicho sustrato (Van
Meerbeek y cols., 2002).
Grabado total en dos pasos
El proceso anterior de tres pasos se simplificó en dos, al unificarse el
imprimador y el adhesivo (De Munck y cols., 2005; Fuentes y cols., 2013).
En este sistema el grabado se hace de la forma tradicional y tras él, se aplica
un segundo componente en el cual se mezclan imprimador y adhesivo
hidrofóbico. Este sistema es el más utilizado rutinariamente en las clínicas
de Ortodoncia ya que posee las mismas propiedades mecánicas que el
adhesivo de grabado total en tres pasos y a su vez, ahorra tiempo de sillón.
2. Adhesivos autograbantes.
La necesidad de reducir el número de pasos clínicos y así disminuir las
probabilidades de error en la manipulación y en la aplicación de los adhesivos
dentales, ha dado lugar al desarrollo de los sistemas adhesivos de autograbado.
Eliminan la fase de lavado ya que realizan el grabado y la imprimación de forma
simultánea mediante la incorporación de monómeros ácidos. Se basan en el uso
de monómeros que incluyen grupos ácidos como ésteres de fosfato o ácidos
carboxílicos, unidos a los componentes del imprimador (Cho y cols., 2004). La
función de los monómeros ácidos consiste en ejercer la acción de grabado ácido
y del imprimador, produciendo la desmineralización de los tejidos dentales a la
vez que prepara los tejidos para la posterior infiltración de los monómeros de
68
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
resina (Gordan y cols., 1998; Van Meerbeek y cols., 2002). La primera
generación de sistemas autograbadores se utilizaba siguiendo dos pasos clínicos.
El primero consistía en la aplicación de una sustancia acondicionadora sobre el
tejido dental (ácido cítrico, maleico, nítrico) no lavable que después de actuar
durante 30 segundos (puede variar dependiendo de las normas de cada
fabricante) se inactivaba y el segundo paso clínico se aplicaba el adhesivo
propiamente dicho (Gordan y cols., 1998). La segunda generación de adhesivos
autograbadores son los denominados todo en uno, o all in one, el agente
acondicionador, el imprimador y el adhesivo se encuentran mezclados química y
físicamente en un solo bote. Desde el punto de vista clínico sólo existe un paso
que consiste en la aplicación directa de una o múltiples capas del autograbador
sobre el tejido dental a tratar (Perdigão y cols., 1996). Estos sistemas adhesivos
también han sido clasificados de acuerdo con la agresividad de los monómeros
ácidos que contienen, en “moderados” (con un pH de ±2), en donde la
profundidad de la desmineralización que provocan es menor a 1 μm y; “fuertes”
(con un pH menor o igual a 1), los cuales poseen una alta capacidad
desmineralizadora de los tejidos, similar a la conseguida con el sistema de
grabado ácido (Van Meerbeek y cols., 2003). Según Gordan y cols. (1998), los
sistemas autograbadores no solamente simplifican la técnica clínica, sino que
también disminuyen la sensibilidad de la técnica en comparación con los
sistemas convencionales. Otros autores (Inoue y cols., 2000; Van Meerbeek y
cols., 2000) han observado en sus estudios que la fuerza de adhesión que se
logra en el esmalte es suficiente, pero es inferior a la que se obtiene con los
sistemas adhesivos convencionales (técnica de grabado total). Por otra parte, se
sugiere que los últimos sistemas autograbadores introducidos en el mercado
69
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
obtienen fuerzas de adhesión superiores en comparación con sistemas anteriores
(Perdigão y cols., 2000). En cuanto a la aplicación de estos sistemas adhesivos
en el campo de la operatoria dental, Van Meerbeek y cols. (2003) en un estudio
in vitro observaron que cuando la adhesión es sobre esmalte dental, los sistemas
adhesivos de grabado previo con ácido fosfórico brindan mejores valores de
fuerza adhesiva que los sistemas de autograbado, independientemente del
número de pasos clínicos. Van Landuyt y cols. (2006) afirmaron que el grabado
previo a la aplicación del adhesivo de autograbado incrementa
significativamente la efectividad del adhesivo cuando se utiliza sobre el esmalte
dental. Es decir, ratifican la importancia del ácido acondicionador sobre el
esmalte.
Figura 3: Evolución de los adhesivos.
70
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.4.3 Cementos de Resinas
Según el Diccionario ilustrado de odontología (Jablonski y cols., 1995), un
cemento de resina es un cemento dental compuesto de metacrilato o dimetacrilato de
polimetilo, que se forma mezclando un monómero acrílico líquido con polímeros
acrílicos y minerales de relleno. Básicamente, los cementos de resina son composites
modificados, usados para adherir restauraciones indirectas de resina y cerámica (Stefan
y cols., 2000) y aditamentos ortodónticos (Tavas y cols., 1979; Cueto y cols., 1990; Olsen
y cols., 1997; Bishara y cols., 1998; Itoh y cols., 1999; Yamada y cols., 2002; Chitnis y
cols., 2006).
La composición básica de la mayor parte de los cementos de resina compuesta,
es similar a los materiales para restauración de resina compuesta. Los cementos de
resina constan de una matriz con rellenos inorgánicos que se unen a ella por una
cubierta con un agente acoplador organosilano (silano orgánico). Las matrices, por lo
general, son monómeros de diacrilato diluidos en monómeros de baja viscosidad de
dimetacrilato. Algunos de ellos, se incorporan a los mecanismos de un ion y se utilizan
con los agentes de adhesión dentinaria en forma de sistema de organofosforados,
HEMA y el 4 META (Phillips y cols., 1993). En muchos casos, la química general de
los cementos de resina es similar a la de estos agentes adhesivos (Ray y cols., 1993).
La polimerización se lleva a cabo por un sistema convencional de inducción
peróxido-amina o fotoactivación. Algunos productos utilizan ambos mecanismos y se
conocen como materiales "de doble curado". Los rellenos que se utilizan en las resinas
compuestas son sílice o partículas de vidrio, de 10 a 15 micras de diámetro, o sílice
coloidal. Los niveles de relleno varían de 30 a más de 80 % del peso. Con niveles más
altos de relleno, se obtienen propiedades mecánicas más altas, es decir, resistencia y
rigidez, reducción de contracción de polimerización y un bajo coeficiente de expansión
71
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
térmica. El grado de fotocurado de composites de resina influye en sus propiedades
mecánicas, solubilidad, estabilidad dimensional, cambio de color y biocompatibilidad
(Hinoura y cols., 1995; Ferracane y cols., 1997; Ceballos y cols., 2009).
Las principales ventajas de los cementos de resina son las altas prestaciones
mecánicas, la baja solubilidad y una buena estética. Sus inconvenientes son el elevado
grosor de capa, la poca o nula adhesión a la dentina, la contracción de polimerización y
la falta de efecto anticariogénico (Van Zeghbroeck y cols., 1995).
Las dos funciones principales de un cemento de resina son:
a) Retención: La retención de una restauración depende de su ajuste, de la
geometría de la preparación y de la rugosidad de las superficies, así como
también de factores tales como el grosor de capa y las propiedades de adhesión
del cemento. Cuanto más delgada sea la capa de cemento, más depende la
interfase diente/restauración de las propiedades físicas del diente y la
restauración. El cemento ideal tiene unas propiedades fisicomecánicas similares
a las de la estructura dentaria.
b) Sellado marginal: Un cemento de resina debería cerrar el espacio entre la
restauración y la superficie del diente y no debería permitir la filtración marginal
bajo influencias térmicas y mecánicas. Un buen sellado marginal reduce la
formación de placa, la enfermedad periodontal y las caries secundarias, lo que
lleva a un éxito a largo plazo de la restauración. La adaptación marginal de una
restauración depende de la calidad, viscosidad y tamaño del grano del cemento,
del método de cementado y de diferentes aspectos del diseño de la preparación.
72
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.4.3.1 Procedimiento del cementado de aditamentos ortodónticos
La adhesión en Ortodoncia es el resultado de un conjunto de interacciones que
contribuyen a unir dos superficies entre ellas, el esmalte por un lado y por otro la base
del tubo (que se cementa en molares) o del bracket (que se coloca en incisivos, caninos o
premolares) (Proffit y cols., 1986; Osorio y cols., 2003).
El modelo de adhesión micromecánica al esmalte, incluyendo los sistemas
modernos de adhesión directa de tubos/brackets de Ortodoncia, se basa en los trabajos
realizados por Buonocore en 1955 (Buonocore y cols., 1995). La adhesión directa es
una técnica rutinaria desde los años ochenta, la cual ha revolucionado la práctica clínica
de la Ortodoncia (Cueto y cols., 1990; Bishara y cols., 1998; Olsen y cols., 1997;
Yamada y cols., 2002).
La aplicación previa de una resina que forma una interfase entre el tejido y el
elemento a unir produce un aumento en las fuerzas de adhesión entre el esmalte y el tubo o
el bracket. Hoy en día, el cementado de estos últimos se realiza mediante tres pasos (figura
4): 1) la utilización previa de un acondicionador ácido para el esmalte que tiene la
finalidad de modificar química y morfológicamente la estructura de éste para permitir a los
siguientes materiales adherirse mecánicamente a la citada superficie; 2) un sistema
adhesivo que penetra y moja toda la zona descalcificada que se presenta morfológicamente
en forma de microporos, para facilitar el contacto de la resina adhesiva con el esmalte
desmineralizado. Tras el empleo de ambos, se aplica; 3) la resina que se disuelve con el
adhesivo sirviendo de puente entre las dos superficies a adherir, el esmalte y el
tubo/bracket. De este modo, el conjunto formado en el proceso de unión empleado
tradicionalmente en Ortodoncia está constituido por cuatro componentes: 1) esmalte; 2)
73
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
cemento de resina; 3) sistema adhesivo y; 4) bracket/tubo.
En función de dónde se produzca el fallo, va a variar la cantidad de adhesivo a
eliminar, y por lo tanto, el tiempo invertido y el posible daño al esmalte, así como la
filtración, que puede aumentar la probabilidad de que aparezca caries. La fuerza de
adhesión mínima de los brackets para poder desarrollar un tratamiento ortodóntico
clínico debe estar dentro del intervalo de 6-8 MPa (Reynolds y cols., 1976).
Figura 4: Esquema del cementado tradicional de tubos/brackets realizado actualmente: 1) se inicia
el proceso sobre la superficie intacta de esmalte que es; 2) pulida con una solución acuosa de piedra pómez
para eliminar la capa orgánica depositada en su superficie. Una vez realizada se aplica; 3) un acondicionador
(durante 15 s.) que suele ser el ácido ortofosfórico al 37% que creará unas microporosidades donde se
introducirá; 4) el sistema adhesivo aplicado (durante 20 s.) sobre la superficie desmineralizada. Por último se
coloca; 5) el agente cementante sobre la superficie del tubo/bracket que se posicionará en el esmalte
recubierto de adhesivo y se fijará previa polimerización del mismo.
74
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.4.3.2 Nuevos materiales de cementado en Ortodoncia.
Entre los principales objetivos de la investigación en adhesión se encuentra el
reducir el tiempo de los procedimientos adhesivos. Por ello, en un intento de ahorrar
tiempo de sillón, se ha valorado la necesidad de algunos de los pasos comentados
anteriormente y se han introducido productos alternativos para agilizar dichos
procedimientos.
I.4.3.2.1 Composites fluidos
Se ha propuesto por numerosos autores (Uysal y cols., 2005; Tecco y cols., 2005;
D'Attilio y cols., 2005; Ryou y cols., 2008; Vicente y cols., 2009; Albaladejo y cols.,
2011) (Tabla 1) el empleo de composites fluidos como agentes cementantes en sustitución
a los tradicionales cementos de resina. Los composites fluidos (figura 5) son resinas
compuestas de baja viscosidad lo que las hace más fluidas que la resina compuesta
convencional. En ellas está disminuido el porcentaje de relleno inorgánico y se han
eliminado de su composición algunas sustancias cuyo principal objetivo es mejorar las
características de manipulación. La cantidad de relleno que poseen oscila entre el 51 y el
65% en peso y del 36% al 50% en volumen (Ferracane y cols., 2001).
Entre sus ventajas destacan: 1) la alta humectabilidad con la superficie dental, lo
que se traduce en el aseguramiento de penetración en todas las irregularidades de la
misma; 2) puede formar espesores de capa mínimos que mejora o elimina el atrapamiento
o inclusiones de aire (Olmez y cols., 2004); 3) poseen alta flexibilidad o bajo módulo
elástico (3,6 - 7,6 GPa) (Labella y cols., 1999) por lo que tiene menos posibilidad de
desalojo en áreas de concentración de estrés y; 4) son radioopacos.
75
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
En los estudios realizados en los últimos años (Tabla 1), se evidencia cómo son
muchos los composites fluidos que ofrecen similares valores de resistencia a la fuerza
de cizalla y fallos de adhesión muy parecidos a los de un cemento de resina tradicional,
mostrando valores de adhesión aceptables para un tratamiento ortodóncico al no utilizar
adhesivo a la hora de cementar los brackets reduciendo así el tiempo de trabajo. Se
defiende también la disminución de residuo que dejan en el esmalte en comparación a
un cemento de resina convencional.
Figura 5: Fotografía de algunos de los composites fluidos estudiados: 1) Tetric EvoFlow; 2) Wave
mv; 3) Transbond Supreme LV.
76
__________________________________________________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_________
Autor y año Título Material y Método Conclusiones
Albaladejo y cols.,
2011
Effect of adhesive
application prior to
bracket bonding with
flowable composites
100 brackets metálicos.
4 composites fluidos (Admira Flow, Tetric Flow, Filtek Supreme,
Transbond Supreme).
1 composite ortodóncico convencional (Transbond XT).
A la mitad de los especímenes se les añadió adhesivo Transbond XT.
Test de resistencia al cizallamiento (SBS).
El adhesivo residual sobre los dientes se clasificará usando el índice de restos de adhesivo (ARI).
El análisis estadístico utilizando un análisis de varianza (ANOVA) de dos vías y un test de comparaciones múltiples de Student-Newman Keuls.
Cuando se utiliza un sistema adhesivo, los 5 composites se consideran iguales.
La aplicación de adhesivo tuvo un efecto significativo en los valores SBS.
Sin adhesivo, los valores SBS disminuyeron en todos los grupos, a
excepción de Transbond Supreme LV.
Todos los grupos de prueba mostraron similares modelos de fallo.
Vicente y cols.,
2009
Evaluation of different flowable materials for
bonding brackets.
Muestra de 105 premolares humanos.
4 grupos (Transbond XT, X-Flow, Dyract Flow, Beautifil Flow).
Test SBS.
El adhesivo remanente sobre el diente se cuantificó mediante análisis de
imágenes.
No hay diferencias significativas en cuanto a SBS en los grupos evaluados.
Transbond XT deja mucho más residuo en el esmalte que cualquiera de los composites fluidos con los que se compara.
X-Flow deja menos residuos que Beautifil Flow.
Ryou y cols., 2008
Use of flowable
composites for orthodontic bracket
bonding.
4 composites fluidos (Grandio Flow, UniFil Flow, UniFil LoFlo Plus, DenFil Flow).
1 composite ortodóncico convencional (Transbond XT)
1 composite restaurador (Filtek Z250).
24 horas de almacenamiento en agua a 37º C.
Test SBS + ARI.
Los resultados SBS y ARI de este estudio muestran valores de adhesión
aceptables para un tratamiento ortodóncico al no utilizar adhesivo a la hora
de cementar los brackets.
D'Attilio y cols.,
2005
Shear bond strength,
bond failure, and
scanning electron microscopy analysis of
a new flowable
composite for orthodontic use.
Muestra de 80 premolares divididos en 2 grupos iguales.
Composite control (Transbond XT) y Denfil Flow.
72 horas de almacenamiento en agua a 37º C.
Test SBS + ARI.
Microscopía electrónica de barrido.
Denfil Flow ofrece similares valores SBS y fallos de adhesión muy parecidos a los de un composite de resina tradicional.
77
Tecco y cols., 2005
A new one-step dental
flowable composite for
orthodontic use: an in vitro bond strength
study.
Muestra de 80 premolares humanos divididos en 4 grupos.
Grupos: (1) Denfil Flow, (2) Composite fluido tradicional (Dyract Flow), (3)
Denfil Flow con una resina líquida intermedia, y Transbond XT.
Test SBS + ARI.
Denfil Flow puede usarse sin aplicar anteriormente resina adhesiva a la superficie del esmalte manteniendo una adhesión aceptable en dicho
procedimiento y reduciendo así el tiempo de trabajo.
Uysal y cols., 2005
Are the flowable composites suitable for
orthodontic bracket
bonding?
Muestra de 80 premolares humanos divididos en 4 grupos.
Composites: (Transbond XT, Flows-Rite, Flow, Flow Line).
Test SBS + ARI.
El análisis estadístico utilizando un análisis de varianza (ANOVA) de dos vías y
un test de comparaciones múltiples de Student-Newman Keuls.
No se recomienda el uso de composites fluidos para el cementado de
brackets en Ortodoncia debido a la significancia de los bajos valores SBS obtenidos.
Tabla 1: Tabla resumen de artículos relevantes de adhesión en Ortodoncia mediante composites fluidos.
78
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.4.3.2.2 APC Plus
En 1992 se introdujeron brackets que incorporaban en su base el adhesivo (APC,
3M Unitek Dental Products, Monrovia, Calif.) (Sfondrini y cols., 2002). Con su uso
además de tener un grosor más uniforme de adhesivo, se reduce uno de los pasos del
procedimiento de adhesión (Bishara y cols., 2002). El sistema adhesivo que cubre estos
brackets ha ido evolucionando y mejorando en sus propiedades, recientemente se ha
introducido el sistema APC Plus (3M Unitek Dental Products, Monrovia, Calif.) (figura
6). APC Plus proporciona una tolerancia a la humedad mayor que sus predecesores
(APC1 y APC2) (Tabla 2) y además libera flúor debido a su composición química y
contener un vidrio ionómero (Brennan y cols., 2004) (Tabla 3). Su uso en ortodoncia
aporta resultados favorables en adhesión (Tabla 4).
APC2 APC1
RESINA
BisGMA
BisEMA
14%
9%
12%
8%
RELLENO
Sílice, cuarzo
77%
80%
Canforoquinona
<1%
<1%
Otros
<1%
<1%
Tabla 2: Diferencias en la composición entre el bracket APC1 Y APC 2.
79
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
Tipo de bracket
precubierto de
adhesivo
Color Tolerancia a la
humedad
Liberación
de flúor
Composición
química
APC PLUS
La resina en su inicio
es de color rosa
brillante, para facilitar
su colocación y la
remoción del exceso al
aplicarlo. Después de
la exposición a la luz
halógena (o una
exposición prolongada
a la ambiental) se
produce el cambio de
coloración hasta su
transparencia.
Éste adhesivo es un
compómero, una mezcla
de una resina BIS-GMA
convencional y un vidrio
ionómero, que le otorga
unas propiedades únicas.
Cuando se usa
conjuntamente con el
producto Transbond TM
Plus Self Etching
Primer, el sistema
adquiere propiedades
hidrofílicas.
El adhesivo del
APC PLUS,
debido a su
vidrio ionómero,
libera Flúor.
Monómeros hidrofílicos y
un oligómero ácido (un
metacrilato carboxilado) el
cual provee a la mezcla de
una mejor tolerancia a la
humedad.
APC2
La resina no cambia de
color.
Es un adhesivo formado
únicamente por BisGMA
que no tolera la
humedad.
No libera flúor al
no contener
vidrio ionómero.
Es completamente
hidrofóbico.
Tabla 3: Diferencias entre el bracket APC2 y APC TM PLUS Adhesive Coated Appliance System.
Figura 6: Sistema APC Plus (3M Unitek Dental Products, Monrovia, Calif.)
80
_____________________________________________________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_________
Autor y año Título Material y Método Conclusiones
Izadi y cols., 2012
A comparative investigation
into relative bond strengths of
Damon3, Damon3MX, and APC II brackets using
different primer and adhesive
combinations.
Se utilizaron brackets con cemento incorporado (APC II) y
brackets Damon 3 y Damon 3MX cementados con Transbond XT.
Adhesivo OrthoSolo/Grengloo o Transbond XT.
Test SBS + ARI.
No aparecieron diferencias significativas en los valores SBS al comparar
Damon3MX cementado con OrthoSolo/Grengloo y Transbond XT.
Aparecen valores SBS significativamente superiores con brackets
Damon3 cementados con OrthoSolo/Blugloo en comparación con los
cementados con Transbond XT.
Vicente y cols.,
2007
Shear Bond Strength of
Precoated and Uncoated Brackets Using a Self-etching
Primer. An In Vitro Study
Se utilizaron brackets APC Plus y brackets normales cementados
con Transbond XT.
Adhesivo Transbond XT.
Test SBS + ARI.
Microscopía electrónica de barrido.
No aparecieron diferencias significativas en los valores SBS al comparar
ambos adhesivos.
Simplemente aparecen diferencias significativas en el adhesivo
remanente sobre el diente de ambos grupos, siendo APC Plus el que
menos residuos deja.
Cal-Neto y cols.,
2006
Effect of a self-etching primer
on shear bond strength of adhesive precoated brackets in
vivo.
Estudio in vivo.
Muestra: 23 pacientes, con cuatro premolares cada uno, divididos
por igual en cuatro grupos diferentes.
Brackets APC Plus.
Tras 30 días, se extrajeron los premolares por razones ortodónticas.
Test SBS + ARI.
El análisis estadístico utilizando un análisis de varianza (ANOVA)
de dos vías.
Teniendo en cuenta los valores requeridos para soportar las fuerzas normales de Ortodoncia (8-9 MPa), se podría concluir que el sistema
APC Plus mostró una resistencia al cizallamiento adecuada y puede ser utilizado para el uso clínico.
Tabla 4: Tabla resumen de artículos relevantes de adhesión en Ortodoncia mediante APC Plus.
81
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.4.3.2.3 Cementos ionómeros de vidrio.
Los cementos de ionómero de vidrio (CIV) resultan de la combinación de una
solución acuosa que contiene homopolímeros o copolímeros de ácidos polialquenoicos
o policarboxílicos y de un silicato doble de aluminio y de calcio con flúor (Wilson y
cols., 1972; Sidhu y cols., 2011; Moshaverinia y cols., 2012). Nacen y comienzan su
desarrollo a finales de los 60 y principios de los 70 como un intento de aprovechar las
propiedades del polvo de los antiguos cementos silicatos y las de los líquidos de los
policarboxilatos, para mejorar el comportamiento de los cementos existentes en aquel
momento (Hidalgo Arroquia y cols., 1996).
En comparación con otros materiales de restauración, los CIV presentan varias
ventajas clínicas, incluyendo unión físico-química a las estructuras del diente
(Glasspoole y cols., 2002), liberación de fluoruro durante un largo período de tiempo
(Kent y cols., 1979; Khouw-Liu y cols., 1999) y buena biocompatibilidad (Tanumiharja
y cols., 2000; Xie y cols., 2000).
Por otra parte, los CIV se consideran materiales inteligentes, auto adherentes a
los tejidos duros del diente sin ningún tratamiento previo de superficie, debido a la
formación de un enlace iónico entre la HAp de los tejidos duros del diente y los grupos
carboxilo del ácido polialquenoico (Wilson y cols., 1972; Yoshida y cols., 2000). Sin
embargo presentan algunas desventajas tales como la baja resistencia inicial y la
sensibilidad a la humedad (Khouw-Liu y cols., 1999; Xie y cols., 2000; Fajen y cols.,
1990; Wiltshire y cols., 1994; Itoh y cols., 1999; Chitnis y cols., 2006).
I.4.3.2.3.1 Compómeros.
La incorporación posterior (año 1988) de las resinas fotopolimerizables a estos
82
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
cementos, ha supuesto una mejora muy importante en su comportamiento, dando lugar a
los compómeros, ionómeros reforzados con resina (RMGICs) o a los giómeros
(Antonucci y cols., 1988, Nicholson y cols., 2008).
Entre las ventajas de los compómeros se encuentran el hecho de vencer la
humedad inicial de los CVI, la sensibilidad a la deshidratación y sus bajas propiedades
mecánicas (Peutzfeldt y cols., 1996; Rosenstiel y cols., 1998). En estos materiales, la
adición de componentes de resina fotocurados y en algunos sistemas la incorporación de
componentes de resina autocurados, ha conducido a una mayor resistencia al contacto
temprano con la humedad, a la desecación y a mejores características mecánicas
(Peutzfeldt y cols., 1996; McLean y cols., 1998; Rosenstiel y cols., 1998).
A su vez, se han considerado un adhesivo alternativo en el cementado directo de
tubos/brackets (Millett y cols., 1999) (Tabla 5) obteniendo buenos resultados de
adhesión en los estudios realizados (Millett y cols., 1999; Toledano y cols., 2003). El
uso de estos cementos para la unión directa de los aditamentos ortodónticos se ha
propuesto debido a su capacidad de adherirse a aleaciones de metal (White y cols.,
1986; Toledano y cols., 2003). Una característica importante sería su capacidad de
liberación de flúor durante meses (Cook y cols., 1990; Toledano y cols., 2003), actuar
como un depósito para estos iones de flúor (Forsten y cols., 1977; Toledano y cols.,
2003), reducir el riesgo potencial de descalcificación del esmalte (Trimpeneers y cols.,
1996; Toledano y cols., 2003), el rápido endurecimiento por luz visible, y las
propiedades mecánicas y físicas mejoradas (Toledano y cols., 2003).
83
_____________________________________________________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_________
Autor y año Título Material y Método Conclusiones
Iijima y cols.,
2003
Effects of the addition of
fluoride to a 4-META/MMA-
TBB-based resin adhesive on fluoride release, acid
resistance of enamel and shear
bond strength in vitro.
Agentes cementantes: Super-Bond, Transbond Plus y Fuji Ortho
LC
6 meses de almacenamiento en agua destilada.
Test SBS + ARI.
Super-Bond and Super-Bond/F3 showed significantly greater SBS than
Fuji Ortho FC. Super-Bond/F3 y Fuji Ortho LC mostraron mayor liberación de flúor en comparación con los otros materiales.
Las reducciones en la dureza y el módulo de elasticidad de Super-
Bond/F3 y Fuji Ortho LC fueron inferiores a las de los demás materiales.
Super-Bond y Super-Bond/F3 mostraron valores SBS significativamente superiores que Fuji Ortho FC.
Toledano y cols.,
2003
Bond strength of orthodontic brackets using different light
and self-curing cements.
Muestra de 50 piezas.
Agentes cementantes: System One, Light Bond, Vivaglass Cem,
Fuji Ortho LC previo grabado con ácido ortofosfórico, Fuji Ortho LC sin grabar.
24 horas de almacenamiento en agua a 37º C.
Test SBS + ARI.
Análisis estadístico mediante Chi-Cuadrado.
Microscopía electrónica de barrido.
System One alcanzó los valores SBS más altos.
Light Bond y Fuji Ortho LC, cuando se utiliza una técnica de grabado
ácido, alcanza unos valores de fuerza adhesiva exitosos para su uso en clínica.Fuji Ortho LC y Vivaglass Cem dejan una superficie de esmalte
casi limpia después del descementado de brackets.
Meehan y cols.,
1999
A comparison of the shear
bond strengths of two glass
ionomer cements.
200 brackets metálicos de premolares.
Agentes cementantes: Fuji Ortho LC y Ultra Band Lok.
30 días de almacenamiento en agua destilada a 37º C.
Termociclado + Test SBS.
Clínicamente, los ionómeros de vidrio utilizados en un campo seco
pueden ser beneficiosos para la adhesión en Ortodoncia.
Los sistemas ionómeros de vidrio modificados con resina utilizados en
un ambiente húmedo necesitan un acondicionador de esmalte.
Millett y cols.,
1999
Laboratory evaluation of a
compomer and a resin-
modified glass ionomer cement for orthodontic
bonding.
Brackets metálicos.
Agentes cementantes: Compómero de vidrio, ionómero de vidrio modificado con resina.
Test SBS + ARI.
Los compómeros de vidrio y los ionómeros de vidrio modificados con
resina, se presentan como una buena alternativa a los cementos de resina
habituales en el cementado de brackets.
Lippitz Millett y cols., 1998
In vitro study of 24-hour and 30-day shear bond strengths of
three resin-glass ionomer
cements used to bond
orthodontic brackets.
100 brackets metálicos de premolares.
Agentes cementantes: Cementos vidrio ionómeros.
Almacenamiento en saliva artificial a 37º C.
Test SBS + ARI.
Los cementos ionómeros de vidrio testados, alcanzan unos valores de adhesión adecuados para su uso en el cementado de brackets.
Tabla 5: Tabla resumen de artículos relevantes de adhesión en Ortodoncia mediante cementos ionómeros de vidrio y compómeros de vidrio.
84
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.5 Adhesión en Ortodoncia
El conjunto formado en el proceso de unión en Ortodoncia está constituido por
tres componentes: El sustrato (que puede ser el esmalte, metal, cerámica o composite),
adhesivo-cemento y el tubo/bracket (Toledano y cols., 2003_2; Albaladejo y cols.,
2006). La aplicación previa de una resina que forma una interfase entre el sustrato y el
elemento a unir produce un aumento en las fuerzas de adhesión entre el tubo/bracket y
el esmalte. Actualmente, la adhesión de aditamentos ortodónticos con previa utilización
de un acondicionador para el esmalte y un imprimador, es la práctica actual en nuestra
clínica.
I.5.1 Evolución histórica
La aparatología fija tienen su origen en la figura de Edward H. Angle, quien
diseñó el arco de canto con la finalidad de poder mover los dientes con un control
tridimensional hasta lo que él denominó la línea de la oclusión. Su filosofía se basaba en
que los maxilares no se desarrollaban lo suficiente por falta de estímulos funcionales y,
por tanto, siempre era necesario hacer expansión; por ello, todos sus aparatos partían de
un arco vestibular grueso, de forma ideal, hacia el cual los dientes se movían por
distintos métodos (Bravo y cols., 2003).
El primer elemento que se desarrolló fue el arco E (1887), el cual se ajustaba por
medio de un tornillo al diente sin utilizar ningún tipo de cemento. Posteriormente, en
1912, Angle presentó un aditamento de pin y tubo que consistía en la colocación de
bandas cementadas en los dientes controlando de forma individual cada uno de ellos. En
1916 el arco de cinta y por primera vez el bracket tenía una ranura donde se insertaba el
85
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
arco. Por último, en 1925, Angle desarrolló el arco de canto, donde el bracket
presentaba una apertura frontal en la ranura y se utilizaban arcos rectangulares que se
apoyaban en el diente por su lado más estrecho, es decir, de canto. De esta forma era
posible por primera vez controlar los movimientos dentales en las tres dimensiones con
el mismo arco (Bravo y cols., 2003).
A finales de los años sesenta se investigó la posibilidad de usar cementos de
resina para la fijación directa de los brackets (sin bandas). Newman y cols. (1968)
desarrollaron un método similar al propuesto por Cueto y Buonocuore para el
cementado directo de brackets a la superficie del esmalte dental sin necesidad de bandas
ortodónticas (Bowen y cols., 1992). El adhesivo consistía en un monómero líquido,
metil-2-cianoacrilato y un relleno de silicato. Sólo los cuatro incisivos superiores y, en
ocasiones, los caninos superiores se cementaban de esta manera, el resto de piezas
seguían siendo embandadas (Cueto y cols., 1990).
I.5.1.1 Cementado de brackets
Los sistemas de adhesión de brackets han progresado significativamente hasta
nuestros días. Según Canut y cols. (2000), entre las ventajas de la adhesión directa e
indirecta de brackets destacan:
- Estética, rapidez, sencillez y simplicidad.
- Permite un ajuste más preciso, incluso en dientes incluidos.
- Ocasiona menos molestias al paciente que el cementado de bandas, que
requieren separaciones interdentales previas y considerable presión durante su
ajuste.
- Facilita la higiene dental y gingival del paciente, provocando menos problemas
periodontales que las bandas.
86
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
- Disminuye el riesgo de caries en relación a las bandas, y mejora la detección de
éstas y su tratamiento precoz.
- Permite tratamientos complementarios, como el contorneado coronal, el
desgaste interdental o la operatoria dental con resinas estéticas al quedar libres
las superficies linguales e interproximales de los dientes.
- No requieren separación interdental previa y, por tanto, no alargan la longitud
del arco como ocurre con las bandas, las cuales crean espacios que es necesario
cerrar al final del tratamiento.
A pesar de que los materiales de adhesión han evolucionado favorablemente en
los últimos años, aún existen algunas limitaciones y desventajas en el cementado de
brackets:
- Despegado frecuente de los brackets, sobre todo los de tipo estético, en la
interfase esmalte-resina o resina-bracket, por no existir suficiente fuerza
adhesiva ante determinadas fuerzas de torsión, cizalla y tracción.
- Necesidad de descalcificación superficial previa del esmalte.
- Dificultad de mantener una buena higiene gingival y un preciso control de la
caries en las zonas interproximales.
- Dificultad de eliminar todo el adhesivo remanente y devolver la integridad
estructural al esmalte una vez finalizado el tratamiento.
I.5.1.2 Cementado de bandas/tubos
La adhesión de aditamentos ortodónticos a molares ha sufrido cambios a lo largo
del tiempo en beneficio de los ortodoncistas (Zachrisson y cols., 1977; Mizrahi y cols.,
1983; Millett y cols., 1999; Millett y cols., 2001). La colocación de tubos en vez
87
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
de bandas como se ha realizado tradicionalmente muestra un menor acúmulo de placa
bacteriana, la inflamación gingival disminuye y la retracción gingival en los espacios
interproximales desaparece durante el tratamiento ortodóncico (Gorelick y cols., 1979;
Boyd y cols., 1992). Otras ventajas que presentan los tubos frente a las bandas es el
descenso en el índice de caries en estas piezas, al igual que los espacios residuales
interproximales que resultan al descementar las bandas (Viwattanatipa y cols., 2008),
siendo también menor el “tiempo de sillón” (Retief y cols., 1975).
Los tubos pueden cementarse en lugares donde las bandas presentan un serio
problema o físicamente son imposibles de cementar. Un tubo ortodóncico debe ser
capaz de resistir tensiones, tracciones, cizalla, torque y todo tipo de fuerzas funcionales
si queremos que permanezca unido al diente durante el tratamiento ortodóncico (Maijer
y cols., 1981).
I.5.2 Adhesión al metal
Los tubos/brackets utilizados tradicionalmente en Ortodoncia son de metal. La
adhesión a metales puede tener lugar mediante un mecanismo micromecánico o
químico. Desde el punto de vista micromecánico tenemos el problema de que los ácidos
no son capaces de producir microrretenciones efectivas en el metal. Por lo tanto, el
acondicionamiento de este sustrato se realiza de manera totalmente distinta. Son
necesarias técnicas mecánicas (chorreado) o eléctricas (grabado electrolítico y
galvanizado) para crear una superficie irregular en el metal que sirva de microrretención
(Vega del Barrio y cols., 1996).
El chorreado del metal consiste en lanzar a presión un chorro de polvo de óxido
88
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
de aluminio o de sílice contra la superficie de manera que estas partículas impacten el
metal y dejen una muesca que sirve de microrretención.
Existen tres procesos para aplicar sílice sobre aleaciones de metales nobles o
vulgares. El más utilizado consiste en aplicar sílice pirógena con una llama de propano.
También se puede calentar en un horno o proyectar con un chorro de cerámica. La
fuerza de adhesión de los composites a las aleaciones de Au-Pd o Ni-Cr-Be recubiertas
de sílice oscila entre 16 y 22 MPa (Craig y cols., 1998).
En cuanto a las técnicas electrolíticas, el grabado electrolítico consiste en
introducir el metal en una cuba electrolítica y someterlo a una corriente eléctrica, lo que
producirá en la superficie del metal fenómenos de corrosión. El galvanizado,
generalmente con estaño, consiste en producir mediante electrolisis un depósito
irregular de estaño en la superficie del metal.
De estas tres técnicas, únicamente el chorreado se suele realizar en clínica. Tanto
el grabado electrolítico como el galvanizado se realizan siempre en laboratorio con
técnicas indirectas (Vega del Barrio y cols., 1996).
I.5.3 La base del tubo/bracket metálico
La base del bracket metálico presenta una retención mecánica constituida por
una micromalla soldada a dicha base, o bien, está provista de surcos y cavidades
troqueladas o fotograbadas. La mayoría de los autores coinciden al afirmar que el área
de la base de los tubos/brackets actuales es suficiente para la adhesión, y su extensión
lateral se debe más a consideraciones de higiene, a fin de que no quede esmalte
89
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
desprotegido bajo las aletas, que a necesidades de retención (Canut y cols., 2000). La
fuerza de adhesión mínima para los brackets es de 6 a 8 MPa (Carstensen y cols., 1993).
I.5.3.1 Bracket vs. Tubo
El tratamiento de Ortodoncia implica el uso de aparatología fija o removible
para corregir la posición dental. El éxito de un tratamiento ortodóncico dependerá en
parte de los aditamentos unidos a los dientes (brackets) o a molares (tubos) de manera
que no se desprendan durante el transcurso del mismo (Millet y cols., 2011). Con este
fin, ambos aditamentos muestran diferencias en el diseño, especialmente en el volumen
ocupado por la superficie cementada sobre el esmalte (Millet y cols., 2011).
Por otro lado, los tubos unidos a molares soportan mayores fuerzas oclusales que
los brackets que se unen a dientes situados más anteriormente en la boca (Millet y cols.,
1999). Debido a esto, es necesario saber si la diferencia en el diseño de tubo
ortodóncico, acompañada por los mismos agentes cementantes que se utilizan para
cementar brackets, está ofreciendo una mayor fuerza de adhesión para resistir el
aumento de las fuerzas en el tratamiento ortodóncico. Hasta hoy, no se ha encontrado
literatura referente a estudios que comparen las resistencias de unión entre brackets y
tubos utilizando diferentes agentes cementantes con fines ortodónticos.
I.5.4 El fallo adhesivo
En la utilización de adhesivos se requieren una serie de pasos e intervienen
distintos elementos. Cuando analizamos la resistencia de un sistema que involucra
varios elementos, es necesario hacer un análisis del fallo para no llegar a conclusiones
erróneas. Ante un fallo adhesivo podemos encontrarnos varias posibilidades:
90
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
- Fallo adhesivo diente-resina.
- Fallo adhesivo resina-resina compuesta.
- Fallo cohesivo en diente.
- Fallo cohesivo en resina.
- Fallo cohesivo en resina compuesta.
La localización de este fallo es importante a nivel de investigación, ya que de
esta manera sabremos si lo que hay que mejorar es la resistencia adhesiva a uno u otro
nivel, o la resistencia cohesiva de la resina o de la resina compuesta.
Es también importante desde un punto de vista biológico ya que un factor
fundamental en el fallo adhesivo es la microfiltración. Un fallo cohesivo en la resina o
resina compuesta o adhesivo resina-resina compuesta, producirá una grieta en una zona
que no tiene contacto con el tejido dentario. Sin embargo, un fallo adhesivo diente-
resina desencadenará una filtración marginal. El fallo cohesivo en el diente
generalmente es debido a un exceso de desmineralización en profundidad, hecho este
frecuente cuando se utilizan ácidos fuertes del tipo del ácido fosfórico al 37% o cuando
se prolonga el tiempo de exposición del ácido (Vega del Barrio y cols., 1996).
I.5.5 El fallo en la adhesión del tubo/bracket
Uno de los problemas que con más frecuencia debe abordar un clínico en
Ortodoncia es el fallo en la adhesión de un tubo/bracket. Este fallo en la adhesión se
puede deber a la aplicación de fuerzas indeseables (cizalla, torsión, etc.) por parte del
paciente, o a una técnica de adhesión inapropiada, bien sea por no utilizar el adhesivo
adecuado, no seguir las instrucciones dadas por el fabricante, o bien porque se produzca
91
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
una contaminación del campo operatorio durante el procedimiento adhesivo (Hormati y
cols., 1980; Silverstone y cols., 1985).
Una de las causas más frecuentes del fallo adhesivo temprano es la
contaminación del campo operatorio por saliva, sangre o restos de ácido fosfórico o
cualquier otro agente grabador. De todos ellos, el que más perjudica al procedimiento
adhesivo es la contaminación por sangre (Faltermeier y cols., 2007; Reddy y cols.,
2003). En condiciones de humedad, siempre que no se pueda asegurar al cien por cien
un buen aislamiento del campo operatorio se debe utilizar un imprimador hidrofílico.
Aún así, hay estudios que aseguran que en condiciones de extrema humedad, este tipo
de adhesivos hidrofílicos siguen teniendo una alta tasa de fracaso adhesivo en la
interfase adhesivo/esmalte (Endo y cols., 2008).
Generalmente, las causas tardías de la pérdida de brackets suelen ser
traumatismos o la aplicación de fuerzas demasiado altas. Según un estudio realizado por
Elekdag-Turk y cols. (2008), los aditamentos que más frecuentemente se suelen
despegar son los situados en los premolares. No parece haber diferencias entre ambas
arcadas ni entre el sexo o edad del portador del aparato Gardner y Hobson (2001). Sí
que establecen diferencias en cuanto a arcadas y encuentran un mayor porcentaje de
brackets despegados en los premolares mandibulares.
Tampoco hay evidencias de que exista una mayor o menor tasa de descementado
según se utilice el método directo o indirecto a la hora del cementado del bracket.
Ambos parecen tener una tasa similar de fracaso en la adhesión (Thiyagarajah y cols.,
2006).
El fallo en la adhesión de un tubo/bracket a lo largo del tratamiento ortodóntico
supone un cierto retraso en la evolución del mismo, ya que implica una nueva
recolocación del tubo/bracket y suele interferir en la secuencia y en la evolución del
92
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
tratamiento prevista (Skidmore y cols., 2006; Robb y cols., 1998; O´Brien y cols.,
1995). Por otro lado, también conlleva una importante pérdida de tiempo en el sillón
que nos puede suponer un retraso en la consulta al tener que dedicarle más tiempo a ese
paciente para volver a colocar el aditamento despegado.
El hecho de tener que repetir un cementado de un tubo/bracket en el mismo
diente implica la eliminación del adhesivo remanente que queda sobre la superficie del
esmalte tras el descementado, así como la necesidad de realizar una nueva aplicación de
grabado ácido si estamos utilizando la técnica de grabado convencional. Ambos
procedimientos llevan consigo la pérdida de esmalte superficial rico en flúor (Kim y
cols., 2007; Tüfekçi y cols., 2004; Campbell y cols., 1995).
Hay varios métodos para la remoción del adhesivo residual que queda en la
superficie del esmalte tras el descementado de un tubo/bracket. Las fresas de carburo de
tungsteno a alta o a baja velocidad dan una suavidad en la textura superficial muy
buena, pero dejan restos de adhesivo en la superficie del diente. Por otra parte, las fresas
ultrafinas de diamante son más eficientes en la eliminación de los restos de adhesivo,
pero dejan la superficie del esmalte más rugosa. En cualquier caso, ningún método se
considera ideal, ya que ambos pueden dejar restos de adhesivo o producir algún daño en
el esmalte durante el fresado (Hong y cols., 1995).
Independientemente del protocolo que se utilice para la remoción de la resina,
tanto si se utilizan fresas de tungsteno de mil hojas, fresas de diamante ultrafinas, discos
de pulido tipo Softlex® (Unitek Corp., Monrovia, California) o cualquier otro medio de
pulido, se produce un efecto irreversible en la textura (rugosidad) del esmalte (Eliades y
cols., 2004).
Uno de los protocolos más aceptados para la remoción del adhesivo residual es
el pulido con una fresa de carburo de tungsteno de mil hojas (nº30), seguido con el
pulido con copas y puntas de goma con piedra pómez y por último, copas de pulido
93
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
marrones y verdes. Este procedimiento es rápido y eficiente respecto a las condiciones
en las que queda el esmalte (Campbell y cols., 1995). Hay autores que han sugerido
otras alternativas al fresado con instrumentos rotatorios para la eliminación del adhesivo
remanente tras el descementado de los tubos/brackets, como puede ser el microarenado
intraoral, obteniendo resultados similares al uso de fresas de carburo de tungsteno a baja
velocidad (Kim y cols., 2007).
Tras el uso de estos sistemas de remoción de adhesivo residual, a pesar de que
aparentemente la superficie del esmalte parece libre de restos de adhesivo al observar
ocularmente, en estudios al microscopio electrónico aparecen restos de resina sobre el
diente (Tüfekçi y cols., 2004).
I.5.6 Medida del tipo de fallo en investigación
Para llevar a cabo una medida exacta del tipo de fallo producido en la adhesión de
los aditamentos ortodónticos se examinarán las superficies de esmalte resultantes tras la
remoción de los tubos/brackets con un estereomicroscopio y a un aumento estandarizado
de 10x (Bishara y cols., 1998; Cal-Neto y cols., 2006; Viwattanatipa y cols., 2008;
Albaladejo y cols., 2011; Lobato y cols., 2012).
Posteriormente, los especímenes de interés relevante para el estudio de la adhesión,
se observarán en un MEB con la intención de observar las alteraciones morfológicas
producidas en el substrato del esmalte durante el proceso de adhesión que ha llevado
consigo un acondicionamiento previo del substrato y una imprimación con monómeros de
resina del mismo. Para ello los especímenes se disecarán durante 48h, se metalizarán con
oro en una metalizadora y se observarán en un MEB con una aceleración de voltaje de 20
kV y se trabajará a una distancia de 13-14 mm. Se tomarán fotografías con un aumento
94
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
estandarizado de todas las muestras (D'Attilio y cols., 2005; Viwattanatipa y cols., 2008;
Albaladejo y cols., 2011; Lobato y cols., 2012).
El adhesivo residual sobre los dientes se clasificará utilizando el índice de restos de
adhesivo (ARI) (Artun y cols., 1984). El adhesivo remanente se marcará con respecto a la
cantidad del material de resina que quede aparentemente en el diente con el siguiente
criterio que veremos en la figura adjunta: 0 (figura 7.1), no queda ningún resto de resina en
el diente; 1 (figura 7.2), queda menos del 50 %; 2 (figura 7.3), más del 50 %; y 3 (figura
7.4), queda todo el adhesivo.
95
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
Figura 7: Representación del adhesivo remanente con respecto a la cantidad del material de resina
que queda aparentemente en el diente: 1) Imagen ARI O de la superficie del aditamento ortodóncico tomada
mediante un estereomicroscopio (a), imagen de la superficie del diente tomada mediante un
estereomicroscopio (b), imagen de la superficie del diente a través de MEB a 10X aumentos (c); 2) imagen
ARI 1 de la superficie del aditamento ortodóncico tomada mediante un estereomicroscopio (a), imagen de la
superficie del diente tomada mediante un estereomicroscopio (b), imagen de la superficie del diente a través
de MEB a 16X aumentos (c); imagen ARI 2 de la superficie del aditamento ortodóncico tomada mediante un
estereomicroscopio (a), imagen de la superficie del diente tomada mediante un estereomicroscopio (b),
imagen de la superficie del diente a través de MEB a 20X aumentos (c) y; imagen ARI 3 de la superficie del
aditamento ortodóncico tomada mediante un estereomicroscopio (a), imagen de la superficie del diente
tomada mediante un estereomicroscopio (b), imagen de la superficie del diente a través de MEB a 50X
aumentos (c).
96
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
I.6 Método de medida de la eficacia adhesiva en Ortodoncia (Test de resistencia
al cizallamiento).
Las pruebas de fuerzas de adhesión son las más utilizadas para cuantificar la
eficacia adhesiva de diferentes sistemas tanto en Ortodoncia como en la amplia mayoría
de las disciplinas Odontológicas. La base de este método es que la adhesión más fuerte
entre el diente y el material, resistirá mejor el estrés impuesto por el sistema y la función
oral (Pashley y cols., 1995).
A lo largo del tiempo, se han desarrollado diversos tests de fuerzas de adhesión
(Pashley y cols., 1995). Las fuerzas producidas en el cementado de tubo/bracket en
Ortodoncia se han evaluado tradicionalmente usando el test de resistencia al
cizallamiento o shear bond strength (SBS), el cual, resulta útil para probar materiales
que fallan ante valores comprendidos entre 18-20 MPa o menos (Chappell y cols.,
1997), intervalo donde se encuentran la mayoría de las fuerzas de adhesión ofrecidas
por los biomateriales de los que actualmente se dispone en el campo de la Ortodoncia
(Chappell y cols., 1997).
Con el procedimiento de resistencia al cizallamiento el tubo/bracket cementado
sobre la superficie del molar es sometido a una fuerza de presión ejercida por un punzón
(figura 8.1 y 8.2) unido a una máquina de ensayo Universal (figura 9) que describe un
movimiento en sentido inciso-gingival (de arriba hacia abajo) y que va desplazándose a
una aceleración constante (0.5 mm/min) al mismo tiempo que va incrementando
progresivamente la fuerza hasta que provoca el fallo del material llevando consigo el
desprendimiento del tubo/bracket. La fuerza realizada para provocar la comentada
fractura es recogida por un sistema de datos, siendo el biomaterial adhesivo más
resistente aquel que más haya tenido que emplear.
97
______________________________________________________________ INTRODUCCIÓN_______
Figura 8: Esquema de la posición del punzón en la muestra: 1) visión frontal; y 2) visión lateral. El filo del
punzón se situará dirigido a la interfaz superficie del bracket - agente cementante, ejerciendo una fuerza
paralela a una interfaz plana en la dirección oclusal-apical, simulando así las fuerzas ortodónticas.
Figura 9: Máquina de ensayo Universal (INSTRON).
98
99
II. OBJETIVOS Y JUSTIFICACIÓN
100
101
__________________________________________________OBJETIVOS Y JUSTIFICACIÓN_______
La innovación y mejora de los biomateriales para adherir diferentes aditamentos
ortodónticos al esmalte necesita una mayor investigación con la intención de buscar un
sistema de cementado que: 1) muestre una elevada eficacia adhesiva con el esmalte para
mantener los aditamentos a lo largo del tratamiento con aparatología fija; 2) simplifique la
técnica con un menor número de pasos para disminuir tiempo y costes y; 3) sea lo más
conservador posible con el esmalte una vez removida la aparatología fija. Los tubos y
brackets son los aditamentos ortodónticos más empleados rutinariamente en los
tratamientos. Ambos presentan una base con área y forma distinta además de sufrir
fuerzas oclusales diferentes, por lo que se debe estudiar el efecto que tienen los nuevos
biomateriales en la eficacia adhesiva de ambos aditamentos ortodónticos, al igual que la
temperatura que deben tener en el momento de la cementación para conseguir una óptima
adhesión tubo/bracket-esmalte.
Por lo tanto los objetivos principales de este trabajo de investigación in vitro
fueron:
1. Determinar la influencia de diferentes agentes cementantes (composites de
uso ortodóntico, composites fluidos, aditamentos con compómero
incorporado y cementos de vidrio ionómero modificado con resina) en los
valores de resistencia al cizallamiento en el cementado de brackets y tubos.
2. Estudiar la influencia del empleo de un sistema adhesivo en la eficacia
adhesiva del cementado de brackets y tubos sobre esmalte acondicionado
con ácido ortofosfórico usando diferentes agentes cementantes.
3. Averiguar el efecto de los cambios de temperatura en los agentes cementantes
previa a su uso en la eficacia adhesiva de la interfase tubo-esmalte.
102
______________________________________________ OBJETIVOS Y JUSTIFICACIÓN _______
4. Investigar las diferentes fuerzas de resistencia al cizallamiento que muestran
los tubos con respecto a los brackets al cementarlos sobre esmalte
acondicionado con ácido ortofosfórico.
5. Evaluar el índice de adhesivo residual y fracturas producidas en la superficie
del esmalte tras la remoción de tubos y brackets.
103
III. PUBLICACIONES ORIGINALES
104
105
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
III.1 Lobato M; Montero J; Ceballos L; Oyagüe RC; Fuentes MV; Sánchez JM;
Albaladejo A. Effect of adhesive application on the shear bond strength of flowable
composite resins and APC Plus to orthodontic molar tubes. J Adhes Sci Technol.
2012; 27: 811-9.
106
107
108
109
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_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
III.1.1 Abstract en español
Lobato M; Montero J; Ceballos L; Oyagüe RC; Fuentes MV; Sánchez JM;
Albaladejo A.
Effect of adhesive application on the shear bond strength of flowable composite
resins and APC Plus to orthodontic molar tubes. J Adhes Sci Technol.
2012; 27: 811-9.
Objetivos: evaluar el efecto de la aplicación de adhesivo sobre los valores de resistencia
al cizallamiento de tubos ortodónticos adheridos a esmalte humano grabado con ácido
cuando se utilizan diferentes composites fluidos y el sistema APC Plus.
Material y Métodos: Cien tubos metálicos se cementaron en terceros molares humanos
divididos aleatoriamente en 5 grupos idénticos: Tetric EvoFlow (TF); Wave mv Flow
(W); Transbond Supreme LV (S); Transbond XT (XT) y el sistema APC Plus (APC).
Para cada grupo experimental, la mitad de la muestra se cementa en combinación del
adhesivo Transbond XT. Tras 72 horas, se lleva a cabo el test de resistencia al
cizallamiento utilizando una máquina de ensayo universal. El análisis estadístico se
realizó mediante ANOVA de dos vías con pruebas de comparación múltiple y para la
comparación de las medias de los valores de resistencia al cizallamiento entre los 10
subgrupos con el fin de evaluar el efecto tanto del agente cementante como los factores
de adhesión. A continuación, se llevó a cabo un test de Student-Newman-Keuls para las
comparaciones por pares utilizando la media más alta del grupo de valores de
resistencia al cizallamiento como referencia. Se determinó el índice de adhesivo
remanente para los dientes después del fallo producido en el ensayo. Dos superficies
117
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
dentales representativas de cada subgrupo se evaluaron bajo microscopía electrónica de
barrido.
Resultados: La aplicación de adhesivo no tuvo un efecto significativo, pero había una
marcada tendencia en la influencia del factor composite en los valores de resistencia al
cizallamiento. Los valores de resistencia al cizallamiento de tubos unidos con XT con
adhesivo fue significativamente más alta que de los de APC con adhesivo, TF con y sin
adhesivo y S con adhesivo.
Conclusiones: Los composites fluidos y el sistema APC Plus sin adhesivo intermedio
podrían aplicarse convenientemente para la unión del tubo en Ortodoncia.
Palabras clave: Flowable composite; APC Plus; Shear bond strength; Adhesive;
Molar Tube.
118
119
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
III.2 Lobato M, Montero J, Fuentes MV, Albaladejo A. Effect of adhesive
application on the shear bond strength of refrigerated and pre-heated of different
composite resins to orthodontic molar tubes. J Adhes Sci Technol. 2013; 27: 2251-
64.
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_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
III.2.1 Abstract en español
Lobato M, Montero J, Fuentes MV, Albaladejo A.
Effect of adhesive application on the shear bond strength of refrigerated and pre-
heated of different composite resins to orthodontic molar tubes. J Adhes Sci
Technol.
2013; 27: 2251-64.
Objetivo: El objetivo del estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de
adhesivo sobre los valores de resistencia al cizallamiento de tubos ortodónticos
adheridos a esmalte humano grabado con ácido cuando se utilizan diferentes agentes
cementantes a diferentes temperaturas.
Material y Métodos: Ciento veinte tubos metálicos se cementaron en terceros
molares humanos divididos aleatoriamente en 3 grupos idénticos dependiendo del
agente cementante empleado: Transbond XT (XT); Transbond Supreme LV (LV) y
Light Bond (LB). Cada grupo se dividió en cuatro subgrupos en función de la
temperatura (5°, 20°, 40°, y 60°C) que se aplica al material compuesto antes del
cementado. Para cada subgrupo experimental, la mitad de la muestra se cementa en
combinación del adhesivo Transbond XT. Tras 72 horas, se lleva a cabo el test de
resistencia al cizallamiento utilizando una máquina de ensayo universal. El análisis
estadístico se realizó mediante ANOVA con comparaciones post-hoc de Bonferroni, test
de chi-cuadrado y modelos de regresión lineal. Se determinó el índice de adhesivo
136
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
remanente para los dientes después del fallo producido en el ensayo. Dos superficies
dentales representativas de cada subgrupo se evaluaron bajo microscopía electrónica de
barrido.
Resultados: El tipo de material compuesto sólo influyó al comparar XT con LB. El uso
de adhesivo no afecta a los valores de resistencia al cizallamiento de ningún composite.
Los composites fluidos con adhesivo que contiene zirconia (LB) como material de
relleno mostraron valores de resistencia al cizallamiento inferiores cuando se enfriaban
a 5°C y cuando aumentaban su temperatura por encima de de 40°C. Tanto si se utiliza o
no adhesivo, los materiales compuestos con sílice como relleno (LB) mostraron valores
de resistencia al cizallamiento bajos a 60°C y en aumento a 5°C.
Conclusiones: Para todos los composites, a partir de 20°C, los valores de
resistencia al cizallamiento tienden a aumentar, comenzando a disminuir a los 40°C,
excepto cuando el adhesivo se aplica al material compuesto que contiene cuarzo como
relleno, el cual continúa aumentando, y el material compuesto con sílice como relleno
sin adhesivo, que tiende a disminuye a partir de 5°C.
Palabras clave: pre-heated composite; refrigerated composite; shear bond
strength; adhesive; molar tube.
137
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
III.3 Lobato M, Santos del Riego S, Montero J, Orellana MI, Mirón JA, Castaño
A, Albaladejo A. Effect of adhesive application on the shear bond strength using
different cementing agents in molar and premolar attachments. J Adhes Sci
Technol. 2013; Aceptado para publicación el 18/10/2013.
138
139
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
Effect of adhesive application on the shear bond strength using different cementing
agents in molar and premolar attachments.
Authors:
María Lobato,1 Sergio Santos del Riego,
2 Javier Montero,
1 María Isabel
Orellana,1
José Antonio Mirón, 3
Antonio Castaño,4
Alberto Albaladejo.1
1Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Salamanca (USAL),
Salamanca, Spain. 2Department of Medicine, University of A Coruña. A Coruña, Spain.
3Department of Preventeive Medicine, Faculty of Medicine, University of
Salamanca (USAL), Salamanca, Spain. 4Department of Stomatology, Faculty of Dentistry, University of Seville (US),
Seville, Spain.
ABSTRACT
Objectives: The purpose of the study was to evaluate the effect of adhesive application
on the shear bond strength (SBS) of orthodontic brackets and tubes to acid-etched
human enamel when using different cementing agents. Study Design: One hundred and
sixty metal attachments (80 tubes and 80 brackets) were bonded to human third molars
and premolars that were randomly divided into identical groups of 4: Transbond XT
(XT); Wave MV Flow (WF); APC Plus System (APC); and Fuji Ortho LC (LC). For
each experimental group, half of the specimens were bonded in combination with
Transbond XT adhesive. After 72 hours, a SBS test was performed using a universal
testing machine. Statistical analysis was performed using ANOVA with Bonferroni post
hoc comparisons, chi-square tests, and linear regression modeling. Adhesive remnant
index scores were determined for the teeth after failure. Representative tooth surfaces
from each subgroup were assessed under SEM. Results: Considering that each cement
was observed, each of them showed similar SBS when the adhesive system was applied
as when the adhesive was not applied. By comparing all cements together, it was noted
that if an adhesive is not applied, all cements have similar values. If an adhesive is
applied, cement XT, WF and APC showed significantly higher SBS values than LC did.
The tubes showed higher SBS than the brackets did in cements XT and WF with or
without an adhesive, as well as APC Plus with an adhesive. Conclusions: The use of an
adhesive system in bonding brackets and tubes does not influence the SBS obtained,
independently of the cement.
Keywords: Wave MV Flow; APC Plus; Fuji Ortho LC; Shear bond strength;
Adhesive; Molar Tube; Bracket.
140
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
1. INTRODUCTION
Orthodontic bonding of brackets to teeth is a standard procedure to align teeth
with fixed appliances. (1) The success of a fixed appliance depends partly on the metal
attachments being bonded to the teeth (brackets) or molars (tubes) so that they do not
become detached during treatment. (2) Bond failure of metal attachments retards
treatment and is costly in terms of time, material, and patient inconvenience. (1) For
this, both attachments show differences in design, especially in the volume occupied by
the surface cemented on the enamel. Brackets can affect the direction of the force
vectors when torque, angulations, and in/out are built into it, (2) as happens in the tubes
to posterior teeth.
Tubes have several advantages over the use of traditionally employed bands:
shorter clinical time in its placement, greater preservation of periodontal tissues because
of easier hygiene and preservation of biological distances, and no need of previous
interdental separation. (3,4)
Since the advent of bonding brackets, (5) clinicians and researchers have worked
to improve the quality of the adhesive systems used. (6-8) Bonding orthodontic
brackets (9,10) and tubes (11-13) to etched teeth using adhesives and resin composites
has been introduced in contemporary orthodontic practice as a standardized procedure.
The main benefits of visible light-cured orthodontic adhesives include high early bond
strength, minimal extent of oxygen inhibition, and shorter work time than that required
for the optimal placement of brackets. (6) In this regard, one of the main objectives of
research into bonding procedures is to seek ways of reducing chair-side time, (14) as
well as to try to decrease the potential risk of surface decalcification that carries the
enamel conditioning.
In order to achieve this, we evaluated these procedures, introducing alternative
products, such as flowable composites, compomers like precoated tubes, and resin-
modified glass ionomer cements (RMGICs).
Currently, flowable composites are applied for orthodontic use. (15-19) These
composites show two desirable clinical handling characteristics: 1) non-stickiness, and
2) fluid injectability. These characteristics are associated with the low viscosity of this
type of flowable resin. (18) Flowable composites were created by retaining the same
small particle sizes of traditional hybrid composites while reducing the filler content
and allowing the increased resin to reduce the viscosity of the mixture. (18)
Precoated attachments are those including cement, which provides a more
uniform adhesive thickness and a reduction in the number of bonding procedures. (7,12)
The properties of precoated brackets and tubes with composite resins have improved in
recent years. (20) The introduction of the APC Plus system (3M Unitek Dental
Products) allowed for greater tolerance to humidity than its predecessors had, as this
adhesive is a compomer —a mixture of BIS-GMA resin and conventional glass
ionomer— that possesses unique properties. (21) In addition, the product contains
fluoride. (21)
GICs have been considered an alternative adhesive in direct orthodontic
brackets; however, no study has yet been done on the efficacy of adhesive bonding in
tubes. The use of these cements for direct bonding of orthodontic attachments has been
proposed because of their ability to adhere to base metal alloys. (22) One major
characteristic would be their fluoride release capacity over a period of months, (23)
acting as a reservoir for fluoride ions (24) and reducing the potential risk of enamel
141
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
decalcification. (25) Searching for improved physical characteristics have led to the
development of RMGICs that are hybrid materials of traditional GICs with a small
addition of light-cured resin. (26) They should have the advantages of both materials,
such as adhesion to tooth structure, fluoride release, rapid hardening by visible light,
and enhanced mechanical and physical properties. (26)
When bonding an orthodontic attachment, the bond strength should be adequate
to withstand the chewing forces of mastication and stresses exerted by the archwires.
Thus, if flowable composites, compomer precoated orthodontic attachments, and
RMGICs could guarantee clinically acceptable bond strength for acid-etched enamel
without applying an adhesive system prior to application, they would provide an
important savings of chair-side time by reducing the number of intermediate steps in the
attachment bonding procedures and this would lower the cost. In the case of orthodontic
precoated compomer attachments and RMGICs, they also reduce the risk of
decalcification.
On the other hand, tubes bonded to molars support greater occlusal forces than
do brackets bonded to teeth situated more anteriorly in the mouth. (27) Because of this,
it is necessary to know whether the difference in tube design, accompanied by the same
cementing agents that are used to bond brackets, is giving consistently higher bond
strength to withstand increased forces. Until today, has been no literature from any
study comparing the bond strengths of brackets versus tubes using different families of
cements that are employed routinely in a dental clinic.
Therefore, this study aimed to evaluate the effect of adhesive application on the
shear bond strength (SBS) of orthodontic brackets and tubes to acid-etched human
enamel when using as cementing agents, a traditional orthodontic cement
(Transbond XT), a flowable composite (Wave MV Flow), an orthodontic precoated
attachment compomer (APC Plus), and a RMGICs (Fuji Ortho LC). The study also
evaluates the adhesive remnant index (ARI) score assessment of orthodontic tubes and
brackets.
The null hypothesis to be tested is that neither the application of an adhesive nor
the type of attachments or cement selection modifies the shear bond strength to human
enamel.
2. MATERIALS AND METHODS
2.1. Preparation of specimens
One hundred and sixty sound extracted teeth (80 human third molars and 80
premolars) (Figure 1) were collected and were stored in a 0.5 chloramine T solution for
a maximum of 6 months after extraction. Exclusion criteria included previously restored
teeth and teeth with enamel defects or cracking and delamination of the enamel. The
samples were mounted in a self-cured acrylic block. The buccal crown surface of each
tooth was polished with fluoride free pumice slurry for 15 seconds, and then was rinsed
and dried.
Two groups were made, the first formed with 80 molars and the second with 80
premolars, which were then divided into four equal subgroups (n = 20), employing one
one of the four different cements selected for the study: 1) a composite resin for
142
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
bonding in orthodontics: Transbond XT® (3M Unitek; St. Paul, MN, US -XT-); 2) a
flowable composite: Wave MV (SDI; Cologne, Germany -WF-); 3) a compomer
precoated composite: APC Plus System (3M Unitek; Monrovia, CA, US -APC-); and 4)
a resin-modified glass ionomer cements: Fuji Ortho LC (GC America Inc, Chicago, I11
-FO-).
The orthodontic attachments employed in the study were: 1) for molars, 60
stainless steel Smart Clip metal molar tubes with a micro-etched base (3M Unitek;
Monrovia, CA, US) and 20 precoated composite APC Plus System tubes cemented in
molar buccal surfaces; and 2) for premolars, 60 premolar metal brackets (Victory Series,
3M Unitek) and 20 precoated composite APC Plus System brackets cemented in
premolar buccal surfaces.
We calculated the area of each Smart Clip metal molar tube as having an
approximate value of 15.8 mm². Each tube was measured using the mathematical
formula for calculating the area, where the area is equal to its length multiplied by its
width, with the lowest value being 15.4 mm² and the highest being 16.2 mm². We
repeated the measurements for the rest of the orthodontic attachments. The average
surface area of the bases were approximately 15.3 mm2
for the precoated composite
APC Plus System tubes, 9.4 mm2
for the Victory brackets, and 9.79 mm2 for the
precoated composite APC Plus System brackets.
The enamel of all bonding surfaces was etched with a 37% phosphoric acid gel
(Etch-37, Bisco, Schaumburg, IL, US) for 30 s, was rinsed for 15 s, and then was dried
with oil-free and moisture-free air for 20 s until the enamel showed a faintly white
appearance. The same operator bonded all attachments at the same temperature (room
temperature). For each experimental subgroup, half of the specimens (n=10) were
bonded with Transbond XT primer (3M Unitek) prior to cementation, while the other
half were directly bonded to the acid-etched enamel surfaces with the resin composites
tested.
The attachments were positioned on the buccal surface and were pressed firmly
with a Hollenback carver to expel the excess adhesive. Each attachment was subjected
to a 300g compressive force using a force gauge (Correx Co; Berne, Switzerland) for 10
s, after which the excess bonding resin was removed using a sharp scaler. Then, the
composite was light-cured for 40 s (20 s each from occlusal and gingival aspects of the
bonded attachment). Curing time is a fundamental factor in the SBS values obtained, so
that each additional second of photopolymerization increased bond strength by 0.077
MPa. (1) Most remaining studies used 40 seconds for polymerizing the adhesive; this
corresponds to the routine clinical standard. (1) The bonding adhesive was light-cured
with a curing light (XL300; 3M/Unitek Dental Products; Monrovia, CA, US), with a
light intensity of 1000 mW/cm2
measured with a built-in radiometer that was calibrated
every 10 m to ensure consistent light intensity.
The attachments were immersed in sealed containers of deionized water and
were placed in an incubator at 37º C for 72 h to allow adequate water absorption and
equilibration before the SBS test was performed.
143
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
2.2. Shear bond strength test
The specimens were secured in a jig attached to the base plate of a universal
testing machine (Instron Corp; Canton, MA, US). A chisel-edged plunger was mounted
in the movable crosshead of the testing machine and positioned such that the leading
edge was aimed at the enamel-composite interface before being brought into contact,
exerting a force parallel to a flat interface in the occlusal-apical direction. This force
attempts to imitate the force that makes the orthodontic arch during treatment. A
crosshead speed of 0.5 mm/min was used. The force required to dislodge the brackets
and tubes was measured in kilonewtons, and the shear bond strength (1 MPa = 1
N/mm2) was calculated by dividing the force values by the bracket base area. An
increase in crosshead speed of 1 mm per minute yielded an increase in average bond
strength of 1.3 MPa. Moreover, no effect was observed on bond strength with crosshead
speed variations between 0.1 and 5 mm per minute. (1)
The shear bond strength values in MPa were obtained by dividing the maximum
load (N) by the base area (mm2).We used I vb mage analysis equipment (Sony DXC-
151-ap video camera, connected to an Olympus SZ11 microscope) and the MIP-4
(Micom Image Processing Software. Digital Image Systems, Barcelona, Spain) software
to estimate an average of the samples.
2.3. Failure mode analysis
After debonding, each specimen was examined under a stereoscopic zoom
microscope (SMZ800, Nikon Corporation; Tokyo, Japan) to identify the location of the
bond failure. The residual composite remaining on the molar or premolar surface was
assessed using the ARI. (28) Each specimen was scored according to the amount of
material remaining on the enamel surface, as follows: 0 = no adhesive remaining; 1 =
less than 50% of the adhesive remaining; 2 = more than 50% of the adhesive remaining;
and 3 = all adhesive remaining, with a distinct impression of the attachment base.
2.4. Scanning electron microscope (SEM) analysis
A representative molar and premolar surface from the 16 experimental
subgroups was selected and was examined under a scanning electron microscope
(SEM). The specimens were stored for 2 days in absolute alcohol, air-dried for 2 hours,
were mounted on SEM stubs (enabling the inspection of the relevant area of interest),
sputter-coated with 10 nm of platinum in a Polaron E5100 SEM coating unit (Polaron
Equipment Ltd.; Hertfordshire, England, UK), and were finally examined under SEM
(DSM 940, Zeiss; Oberkochen, Germany).
Specific surface areas were considered, focusing with different magnifications
(from 10× to 1000×) at an accelerating voltage of 20 kV to identify possible differences
among the experimental groups, with respect to the surface topography of the
144
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
attachments.
2.5. Statistical analysis
Descriptive statistics, including means (MPa) and standard deviations (SD),
were used to describe the central tendency of the SBS data. A two-way analysis of
variance (ANOVA) test was used to compare the mean SBSs among the 16 subgroups,
in order to evaluate the effect of both the composite and the adhesive factors after the
Bonferroni Post Hoc inter-group analyses. A step-wise linear regression model for all
the potential predictors was carried out. The ARI was analyzed using the chi-square test
for comparing the distribution of the fracture types, grouping together within the same
category ARI scores from 0 to 1, and from 2 to 3. The significance for all statistical tests
was predetermined at p<0.05. All the statistical analyses were conducted using the
SPSS 15.0 package for Windows (SPSS Inc., Chicago, IL, US).
RESULTS
Shear bond strengths
Results from the ANOVA tests depicted in Table 1 showed that in comparing
only the use of cement (Table 1, first row), we can see that they are equal between each
other at this stage, with XT, WF and APC on the other side and, FO and APC on the
other. Cements XT and WF showed statistically greater SBS values (p=0.003) than FO
did (13.2 ± 4.5).
If we include the variable "adhesive" to see how it influences each cement
(Table 1, row 2), we can see that the application of adhesive holds the same values in all
groups without increasing their SBS values without adhesive. If we do not apply
adhesive, all cements have similar values, but if we do apply adhesive, the cements XT,
WF, and APC show significantly higher SBS values (p=0.001) than FO does.
Comparing the SBS values between the tubes and brackets of each cement with
and without adhesive (Table 1, row 3), the tubes were observed to show higher values
than the brackets in cements XT and WF, with or without adhesive, as well as APC with
adhesive. The results obtained by cementing the brackets with any of the cements were
equal, regardless of the use of adhesive. In contrast, the results obtained by cementing
the tubes showed statistically lower values (p<0.001) than the rest of the APC without
adhesive cement and FO with and without adhesive cement. Linear regression models
(data not shown).
If we were to perform a linear regression model to predict the values of adhesion
(MPa) depending on the presence of the adhesive and the type of tooth to be treated
within each composite, we would find that all out significant regression models, except
in APC, where only significantly influences the type of orthodontic attachment that is
applied to each tooth (brackets for premolars and tubes for molars), obtaining better
adhesion in tubes than in brackets.
145
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
For XT, the employment of a tube or bracket determines the adhesion values.
XT put in a bracket instead of a tube significantly reduces adhesion values between -165
and 85.7 MPa. Applying adhesive seems to increase the bond strength between 7.2 and
72.1 Mpa, but it does not become significant. The same can also be said for the other
groups, because they have the same tendency.
If we performed a linear regression model including the type of composite used
as another predictor variable, and if we consider the cement FO, we see that for this
group, and in tubes without adhesive, an average value of 162.6 can be achieved. If we
add adhesive, the values increase to 27.7 MPa. If we put in brackets, we reduce the
value to 88.05 MPa. If we use other composites, it increases to 35.8 MPa (APC) and
56.8 MPa (WF).
Adhesive remnant index
ARI scores were used to evaluate the adhesive residuals left on the enamel
surfaces, with the results presented in Table 2. In grouping residual adhesives into little
adhesive remaining on the tooth surface (0-1) and much adhesive remaining (2-3), we
observed significant differences when comparing tubes and brackets within each group
composite when we applied XT with adhesive (p= 0.001), WF without adhesive (p=
0.035), APC with (p= 0.012) and without (p= 0.028) adhesive, and FO without adhesive
(p= 0.004).
Moreover, the highest number of fractures (66.7% of the sample) occurred when
cementing molars with APC and adhesive.
Scanning Electron Microscopy
Representative SEM micrographs of debonded enamel surfaces after SBS testing
are reported in Figures 2 through 7.
Figure 2 shows the representative SEM images of the enamel premolar surfaces
after the shear bond testing. The specimen was bonded with APC with adhesive. More
than 50% of the adhesive remained on the tooth surface (ARI score: 2) (figure 2a). The
APC showed transverse cracks (figure 2c) across the interface in the residual composite
(labeled in white).
Figure 3 shows the representative SEM images of the enamel molar surfaces
after the shear bond testing. The specimen was bonded with APC with adhesive. More
than 50% of the adhesive remained on the tooth surface (ARI score: 2) (figure 3a). The
APC showed voids/bubbles (figure 3b,c) and transverse cracks (figure 3b,c) across the
interface in the residual composite (labeled in white).
Figure 4 shows the representative SEM images of the enamel premolar surfaces
after the shear bond testing. The specimen was bonded with FO. Less than 50% of the
adhesive remained on the tooth surface (ARI score: 1) (figure 4a). The FO showed
transverse cracks (figure 4a-c) across the interface in the residual cement (labeled in
white).
Figure 5 shows the representative SEM images of the enamel molar surfaces
146
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
after the shear bond testing. The specimen was bonded with FO with adhesive. Less
than 50% of the adhesive remained on the tooth surface (ARI score: 1) (figure 5a). The
FO showed transverse cracks (figure 5a-c) across the interface in the residual cement
(labeled in white).
Figure 6 shows the representative SEM images of the enamel premolar surfaces
after the shear bond testing. The specimen was bonded with WF without adhesive. Less
than 50% of the adhesive remained on the tooth surface (ARI score: 1) (figure 6a). The
WF displayed a clear enamel surface (figure 6a). There is a thin portion of flowable
residual composite (figure 6b,c).
Figure 7 shows the representative SEM images of the enamel molar surfaces
after the shear bond testing. The specimen was bonded with WF without adhesive. Less
than 50% of the adhesive remained on the tooth surface (ARI score: 1) (figure 7a,b,c).
DISCUSSION
A review of the literature identified a large variety of methods used to measure
the bond strength of orthodontic attachments. Therefore, in the present study, the
suggestions made by Fox et al. (29) for in vitro bond strength testing in orthodontics
were followed. The nature of the forces exerted onto orthodontic brackets in vivo and
the nature of the stress distribution generated within the adhesive is complex, and likely
to combine shear, tensile, and compressive force systems. In the present study, a shear
method of testing was chosen as this was most likely to represent the clinical situation.
The results of the current experiment partly reject the null hypothesis because
the type of attachments and the cement selection modifies the shear bond strength to
human enamel, but otherwise the adhesive system application does not affect the
effectiveness of adhesion (see the results from ANOVA in Table 1). When considering only the variable of cement, we found that among the new
cements proposed in this study for bonding orthodontic attachments to the enamel
surface, flowable composites showed the same values as the composite resin
orthodontic XT and the compomer precoated. They also showed greater SBS values
than the RMGICs. Flowable resins can flow easily onto a tube and bracket base and into
an etched tooth structure, enhancing the potential of mechanical retention, so the
permeability of the demineralized enamel microporosity adhesive and composite fluid is
similar. (30) On the other hand, the RMGICs FO obtained the lowest SBS values on
average. These findings are in agreement with previous studies that report lower shear
bond strength for RMGICs than composites. (16,23) However, a study by Bishara (7)
reported the shear bond strength for FO as not statistically different from XT. Another
study reported FO as not statistically different from composite adhesives, as long as the
enamel is etched. (31) Variations in the results between studies may be due to
differences in research protocol and the technique sensitivity of the materials. Further
investigation in this area is warranted. APC finally showed the same values as that of
WF and XT. This precoated compomer displayed a well-defined resin penetration into
the demineralized enamel (without the presence of voids/bubbles) and showed high
‘humectancy’ with all of the adhesive remaining on the enamel surface after debonding
147
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
of the bracket (Figure 2(A)–(C)) and the tube (Figure 3(A)–(C)). In addition, it has the
advantage of including fluoride and it decreases the potential risk of enamel
decalcification. (24)
When including the variable "adhesive" to cement used, it was observed that it
does not influence the SBS obtained, regardless of the cement used. Several studies
performed on tubes agree with our data; (12,13) however, brackets have demonstrated
higher SBS when using an intermediate adhesive. (14,17,18) Few studies are related to
brackets and with the same characteristics of our study because cements proposed, or
include a chemical adhesion with the metal of orthodontic attachments and enamel
hydroxyapatite being a compomer, (22) in the case of APC and FO. In the case of WF,
it is able to penetrate the microporosity created by acid etching. (18) This causes for
both brackets and tubes not to influence on the SBS values shown.
In our study, the variant that really affected the adhesion values was the type of
tooth (molar or premolar) and the type of attachment (bracket/tube) placed on it.
When cementing a tube and bracket with the same cement, the tube showed
higher SBS values, which are clinically desirable because tubes bonded to
molars support greater occlusal forces than attachments bonded to teeth situated
more anteriorly in the mouth. (27) This increase occurred in all SBS values
except APC, WF without adhesive, and FO with and without adhesive. Tubes
have a larger surface area (15.8 mm² - Smart Clip metal molar tube - and 15.3
mm2 - precoated composite APC Plus System tubes -) than brackets (9.4 mm
2 -
Victory brackets - and 9.79 mm2 - precoated composite APC Plus System
brackets -), so it appears to be a relationship between the base surface area and
the force to failure. Authors argue that each mm² increase in base surface area
required an additional force of 3.11 N to debond the tube. (32) Moreover, all the
elements used in this study had the same base mesh, both the Victory brackets as
Smart Clip brackets/tubes and the APC showed a micro-etched 80-gauge mesh,
along with the buccal indent and a correct anatomical fit. (33) For this reason,
we exclude that the differences in SBS values among different subgroups may
be due to variations in the base mesh attachment. No surface conditioning was
applied that may influence on SBS values obtained, such as ceramic bracket
silanization. (34)
The ARI index provides information that has considerable clinical implications
for clean-up following the debonding of brackets and tubes, so ARI and bond strength
are factors to consider. Clinicians should get a good adhesion of orthodontic
attachments that preserve the enamel.
A high ARI score implies that there is a higher risk of iatrogenic damage to the
enamel surface when the residual resin composite is removed following debonding and
clean-up procedures. (35,36) The ARI (28) data registered in Table 2 grouped residual
adhesive on little adhesive remaining on the tooth surface (0-1 means that all or most of
the resin is removed during debonding) (Figure 4(A)–(C); Figure 5(A)–(C)) and much
adhesive remaining (2-3) (Figure 6(A)–(C); Figure 7(A)–(C)). Many SBS studies
reported that metal tubes failed predominantly at the tube-adhesive interface. (37) Our
results are in disagreement with these studies because it is shown that the failure
occurred in almost all groups of tubes predominantly at the enamel-adhesive interface,
though possibly a different tube base may adhere better. Smart Clip tubes have a new
mesh called Optimesh XRT, a 100-mesh screen with additional notches that has been
shown to increase up to 35% the resistance of cemented tubes. (38) Failure type showed
148
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
differences when comparing tubes and brackets with XT with adhesive, WF and FO
without adhesive and APC with and without adhesive, finding that ARI 0-1 percentage
was higher in molars that in premolars, except WF without adhesive (Figure 6(A);
Figure 7(A)) and APC without adhesive.
When we studied the percentage of enamel fractures to debonding orthodontic
attachments, it was observed that the highest number of fractures (66.7% of the sample)
occurred when cementing molars with APC and adhesive. This high percentage of
fractures may be associated with the high number of mixed failures occurring (58.3%),
due to high SBS values, which can be made at tube debonding. The large area occupied
has difficulty debonding from the resin tags formed by the chemical union of cement
with hydroxyapatite, (22) producing numerous voids/bubbles, pores, and transverse
cracks (Figure 3(C); Figure 4(B)(C)) across the interface in the residual composite
(labeled in white).
CONCLUSION
The use of an adhesive system when bonding brackets and tubes does not
influence the SBS obtained, independently of the cement, so the adhesive can be
discarded, saving clinical time and money.
Under the tested experimental conditions, flowable composites and precoated
compomers may be recommended to bond orthodontic brackets and tubes to provide an
adhesive effectiveness similar to traditional cements, with the added advantage that the
precoated compomer tube reduces the potential risk of enamel decalcification.
Putting orthodontic composite cement and flowable composite on a molar tube
instead of a premolar bracket significantly increases adhesion values, which is clinically
desirable because tubes bonded to molars support greater occlusal forces than
attachments bonded to teeth situated more anteriorly in the mouth.
Failure type showed differences when comparing tubes and brackets applying
traditional cements with adhesive, flowable composites and resin-modified glass
ionomer cement without adhesive and precoated compomers with and without adhesive.
Moreover, the highest number of fractures occurred when cementing molars with
precoted tubes and adhesive.
149
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
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151
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
Legend for figures and Tables
Figure 1: Schematic of the different groups and subgroups used in the study.
The sample was divided into 2 groups: 40 brackets and 40 tubes, and both groups were
divided into four subgroups depending on the cement used. Finally, each group was
divided into two by applying an adhesive system to half of the specimens and not to the
other half.
Figure 2: Representation of SEM images of the fractured enamel surface of a
premolar specimen bonded with APC Plus with adhesive at 5 kV: (A) 50, (B) 100, and
(C) 500 times magnification. More than 50% of the adhesive remained on the tooth
surface (ARI score: 2). APC Plus showed transverse cracks (C) across the interface in
the residual composite (labeled in white).
Figure 3: Representation of SEM images of the fractured enamel surface of a
molar specimen bonded with APC Plus with adhesive at 5 kV: (A) 50, (B) 100, and (C)
500 times magnification. More than 50% of the adhesive remained on the tooth surface
(ARI score: 2). APC Plus showed voids/bubbles (B and C) and transverse cracks (B and
C) across the interface in the residual composite (labeled in white).
Figure 4: Representation of SEM images of the fractured enamel surface of a
premolar specimen bonded with Fuji Ortho with adhesive at 5 kV: (A) 50, (B) 100, and
(C) 500 times magnification. Less than 50% of the adhesive remained on the tooth
surface (ARI score: 1). Fuji Ortho showed transverse cracks (A-C) across the interface
in the residual cement (labeled in white).
Figure 5: Representation of SEM images of the fractured enamel surface of a
molar specimen bonded with Fuji Ortho with adhesive at 5 kV: (A) 50, (B) 100, and (C)
500 times magnification. Less than 50% of the adhesive remained on the tooth surface
(ARI score: 1). Fuji Ortho showed transverse cracks (B and C) and voids/bubbles (C)
across the interface in the residual composite (labeled in white).
Figure 6: Representation of SEM images of the fractured enamel surface of a
premolar specimen bonded with Wave MV Flow without adhesive at 5 kV: (A) 50, (B)
100, and (C) 500 times magnification. Less than 50% of the adhesive remained on the
tooth surface (ARI score: 1).
Figure 7: Representation of SEM images of the fractured enamel surface of a
molar specimen bonded with Wave MV Flow without adhesive at 5 kV: (A) 50, (B)
100, and (C) 500 times magnification. Less than 50% of the adhesive remained on the
tooth surface (ARI score: 1).
Table 1: Descriptive Statistics of Shear Bond Strength (MPa) within Subgroups
Tested by one-way ANOVA Tests and Student T-test using XT.
Table 2: Adhesive Remnant Index (ARI). Scores registered on the enamel
surface after debonding composite groups (n = 160).
152
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
Figure 1
Figure 2:
Figure 3:
153
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
Figure 4:
Figure 5:
Figure 6:
Figure 7:
154
_______________________________________________________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
TABLE 1: COMPARISON OF ADHESION VALUES BETWEEN GROUPS (MPA).
Transbond XT
(N=40)
Wave MV Flow
(N=40)
APC Plus
(N=40)
Fuji Ortho
(N=40)
ANOVA:
F=4.695;p
=0.003
17.7 ± 9.3 a
18.9± 7.3a
16.8± 9.1 13.2 ± 4.5
b
With adhesive
(n=20)
Without adhesive
(n=20)
With adhesive
(n=20)
Without adhesive
(n=20)
With adhesive
(n=20)
Without adhesive
(n=20)
With adhesive
(n=20)
Without adhesive
(n=20)
ANOVA:
F=3.853;p
=0.001
19.4 ± 8.5 a 16.1 ± 10.0 20.4 ± 7.2
a 17.5 ± 7.3 19.9 ± 8.5
a 13.7 ± 8.8 12.6 ± 4.3
b 13.9 ± 4.7
M
(n=10)
PM
(n=10)
M
(n=10)
PM
(n=10)
M
(n=10)
PM
(n=10)
M
(n=10)
PM
(n=10)
M
(n=10)
PM
(n=10)
M
(n=10)
PM
(n=10)
M
(n=10)
PM
(n=10)
M
(n=10)
PM
(n=12)
ANOVA:
F=9.854;p
<0.001
26.3 ±
4.6A
12.3±
4.9B
21.6±
11.4A
10.6±
3.5B
29.9±
5.5A
15.7±
5.4B
19.9±
9.1A
15.0±
4.1B
24.6±
8.9A
15.3±
4.9B
17.9±
10.9
9.5±
1.7B
15.8±
3.5B
9.3±
2.1B
17.4 ±
2.4
10.4±
3.7B
Different letters are significant comparisons in rows. data having the letter "a" are higher that data having the letter "b". data have no letter are
indistinguishable from both groups.
155
________________________________________________________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
TABLE 2: COMPARISON OF PERCENTAGE DISTRIBUTION OF ARI (0-1 FRONT 2-3) IN SUBGROUPS COMPOSITE / ADHESIVES.
Transbond XT
(N=40) Wave MV Flow
(N=40) APC Plus
(N=40)
Fuji Ortho
(N=40)
With adhesive
(n=20)
Without adh.
(n=20)
With adhesive
(n=20)
Without adh.
(n=20)
With adhesive
(n=20)
Without adh.
(n=20)
With adhesive
(n=20)
Without adh.
(n=20)
M
n=10
PM
n=10
M
n=10
PM
n=10
M
n=10
PM
n=10
M
n=10
PM
n=10
M
n=10
PM
n=10
M
n=10
PM
n=10
M
n=10
PM
n=10
M
n=10
PM
n=10
ARI 0-1 (%) 83.3
16.7
91.7
83.3
33.3
58.3
41.7
83.3
41.7
0.0
66.7
100.0
91.7
100.0
83.3
25.0
ARI 2-3 (%) 16.7 83.3 8.3 16.7 66.7 41.7 58.3 16.7 58.3 100.0 33.3 0.0 8.3 0.0 16.7
75.0
RELATIVE RISK
OF ARI 0-1 5.0 0.2 1.6 0.7 0.6 1.7 0.4 3.0 2.7 NS 0.4 NS 0.5 NS 4.2
0.3
CHI=10.66
p= 0.001
CHI=0.381
p= 0.537
CHI=1.510
p= 0.219
CHI=4.444
p= 0.035
CHI=6.316
p= 0.012
CHI=4.800
p= 0.028
CHI=1.043
p= 0.307
CHI=8.224
p= 0.004
ENAMEL
FRACTURES (%) 16.7 16.7 0 0 8.3 33.3 0 16.7 66.7 8.3 8.3 8.3 0 8.3 0
0
NS: No sense
156
______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
III.3.1 Abstract en español
Lobato M, Santos del Riego S, Montero J, Orellana MI, Mirón JA, Castaño A,
Albaladejo A.
Effect of adhesive application on the shear bond strength using different
cementing agents in molar and premolar attachments. J Adhes Sci Technol.
2013; Aceptado para publicación el 18/10/2013.
Objetivos: El objetivo del estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de
adhesivo sobre los valores de resistencia al cizallamiento de brackets y tubos
ortodónticos adheridos a esmalte humano grabado con ácido cuando se utilizan
diferentes agentes cementantes.
Material y Métodos: Ciento sesenta aditamentos metálicos (80 tubos y 80
brackets) se cementaron en terceros molares y premolares humanos divididos
aleatoriamente en 4 grupos idénticos: Transbond XT (XT); Wave mv Flow (WF);
Sistema APC Plus (APC) y Fuji Ortho LC (FO). Para cada grupo experimental, la mitad
de la muestra se cementa en combinación del adhesivo Transbond XT. Tras 72 horas, se
lleva a cabo el test de resistencia al cizallamiento utilizando una máquina de ensayo
universal. El análisis estadístico se realizó mediante ANOVA con comparaciones post-
hoc de Bonferroni, test de chi-cuadrado y modelos de regresión lineal. Se determinó el
índice de adhesivo remanente para los dientes después del fallo producido en el ensayo.
Superficies dentales representativas de cada subgrupo se evaluaron bajo microscopía
electrónica de barrido.
157
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
Resultados: Teniendo en cuenta todos los cementos empleados, cada uno de
ellos mostró valores de resistencia al cizallamiento similares tanto al aplicar como al no
aplicar el sistema adhesivo. Mediante la comparación en conjunto de todos los
cementos, se observó que si no se aplica un adhesivo, todos ellos presentan valores
similares. Si se aplica un adhesivo, el cemento XT, WF y APC muestran valores de
resistencia al cizallamiento significativamente más altos que FO. Los tubos mostraron
valores de resistencia al cizallamiento más altos que los brackets en cementos XT y WF
con o sin adhesivo, así como con APC Plus con adhesivo.
Conclusiones: El uso de un sistema adhesivo de unión entre brackets y tubos no
influye en los valores de resistencia al cizallamiento obtenidos, independientemente del
cemento.
Palabras clave: Wave MV Flow; APC Plus; Fuji Ortho LC; Shear bond strength;
Adhesive; Molar Tube; Bracket.
158
_______________________________________________ PUBLICACIONES ORIGINALES _______
CC: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected],
Ref.: Ms. No. JAST-D-13-00080R1
Effect of adhesive application on the shear bond strength using different cementing agents in molar and premolar
attachments.
Journal of Adhesion Science and Technology
Dear Dr. Lobato,
I am pleased to tell you that your work has now been accepted for publication in Journal of Adhesion Science and
Technology.
It was accepted on Oct 17, 2013
Comments from the Editor and Reviewers can be found below.
Thank you for submitting your work to this journal.
With kind regards
Jose Miguel Martin Martinez, Ph.D.
Editor-in-Chief
Journal of Adhesion Science and Technology
Comments from the Editors and Reviewers:
Reviewer #1: None.
159
IV. DISCUSIÓN
160
161
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
Hoy en día, uno de los principales objetivos de la investigación sobre los
procedimientos de adhesión en Ortodoncia consiste en buscar formas de reducir el
tiempo de sillón mediante la simplificación o unión de los pasos de un cementado
tradicional de los aditamentos al mismo tiempo que se consigue mantener una correcta
eficacia adhesiva y un descementado de los mismos lo más conservador posible. Con el
fin de lograrlo, se han evaluado en esta tesis diferentes protocolos, todos ellos,
valorando la necesidad del uso de un sistema adhesivo en el proceso de cementado, el
cual es un paso añadido que si se pudiese prescindir de él manteniendo la misma
eficacia adhesiva, ahorraría tiempo y costes en el tratamiento de la aparatología fija.
En el primer protocolo realizado, se introducen nuevos cementos para la
adhesión de tubos ortodónticos, tales como los composites fluidos y tubos con un agente
cementante incorporado. En los resultados del estudio, ni la aplicación de adhesivo ni la
selección del agente cementante modifican los valores de resistencia al cizallamiento
obtenidos (ver resultados de ANOVA en la Tabla III.1.1). Sin embargo, se encontró una
tendencia clara del efecto del subgrupo composite utilizado. El cemento de resina podría
ser el factor principal que subyace a las diferencias significativas entre algunos
subgrupos experimentales (Tabla III.1.1), siendo el composite tradicional de cementado
de aditamentos ortodónticos Transbond XT (XT) el subgrupo con los valores de
resistencia al cizallamiento más altos. Los valores medios de resistencia al cizallamiento
del XT obtenidos superaron algunos de los estudios anteriores (Lalani y cols., 1999;
Meehan y cols., 1999). Bajo las condiciones experimentales testadas, la aplicación de
adhesivo no afectó consistentemente los valores de resistencia al cizallamiento,
independientemente del agente cementante utilizado en la adhesión de aditamentos
(Tabla III.1.1), aunque en la mayoría de los subgrupos de composites el uso de
adhesivo reduce o mantiene los valores de resistencia al cizallamiento obtenidos, a
162
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
excepción del subgrupo XT.
Revisando la literatura, son varios los estudios en brackets que han demostrado
valores de resistencia al cizallamiento más altos cuando se utiliza un adhesivo
intermedio (D’Attilio y cols., 2005; Tecco y cols., 2005; Vicente y cols., 2009). Los
tubos en cambio, tienen mayor área de superficie que los brackets, por lo tanto, los
composites fluidos pueden asentar fácilmente sobre la base del tubo y sobre el esmalte
dental grabado aumentando así la retención mecánica debido a su fluidez
(Frankenberger y cols., 2002).
El composite fluido Wave mv Flow (W) con y sin adhesivo previo al cementado,
mostró valores similares al XT (desarrollado para el uso ortodóncico) con adhesivo, el
cual presentó bajo microscopía electrónica de barrido (SEM) una superficie residual lisa
y homogénea que favorece una adhesión adecuada (Figura III.1.2 c) dado que la
presencia de poros/burbujas a lo largo del composite lo hacen propenso a la disolución
hidrolítica, lo que podría afectar negativamente a los valores de resistencia al
cizallamiento. A su vez, la composición del composite W es más fluida que la de Tetric
EvoFlow (TF) y Transbond Supreme LV (S) (los otros 2 composites utilizados en el
estudio) pudiendo fluir fácilmente sobre ambas superficies a adherir (Figura III.1.5 a-c),
y por lo tanto lograr un mayor nivel de retención mecánica (Attar y cols., 2003; Rohani
y cols., 2009). La media de los valores de resistencia al cizallamiento del TF con y sin
adhesivo fue significativamente inferior a la que obtuvo XT con adhesivo. La
resistencia a la flexión es un factor muy importante dentro de los composites de resina,
ya que es una medida de la capacidad de los materiales para resistir las fracturas (Attar y
cols., 2003). XT tiene una media de valores más alta para resistencia a la flexión y
módulo de elasticidad de TF (Attar y cols., 2003), lo que podría explicar las diferencias.
Además, en una imagen de SEM de las superficies de esmalte tras la prueba de
163
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
resistencia al cizallamiento con TF, (Figura III.1.3 a) muestra el adhesivo residual con
un número considerable de burbujas/poros.
El composite S con adhesivo mostró valores de resistencia al cizallamiento más
bajos que XT con adhesivo y S sin adhesivo. S contiene un polímero dimetacrilato que
modifica la reología del material y proporciona características de manejo que permite
que el material fluya bajo presión manteniendo su forma tras la colocación hasta el
fotopolimerizado (Cinader y cols., 2009). Sin embargo, las fuerzas químicas entre el
adhesivo y la resina son débiles (Miguez y cols., 2004). Al analizar bajo SEM el
composite S, se observaron poros/burbujas y grietas transversales a través de la interfaz
en el material compuesto residual, lo que resulta en valores de resistencia al
cizallamiento inferiores (Figura III.1.4 b,c). Los tubos cementados mediante el sistema
APC Plus (APC) con adhesivo obtuvieron valores de resistencia al cizallamiento
significativamente menores que los de XT con adhesivo. Estos resultados coinciden
con estudios previos en los que se utilizó un sistema APC con un adhesivo intermedio
(Sunna y cols., 1999; Sfondrini y cols., 2002).
La investigación realizada por Reynolds y cols. (1975) concluía que la fuerza de
adhesión mínima necesaria para satisfacer las necesidades clínicas ortodónticas era 5,9
MPa a 7,8 MPa. Por lo tanto, y sobre esta base, todos los tubos cementados mediante
composites fluidos y APC en nuestro estudio pueden ser recomendados para su uso
clínico.
La aceptabilidad clínica de los composites fluidos ensayados en el presente
estudio para la unión a tubos ortodónticos metálicos parece ser adecuada en virtud de
sus características de fluidez. Por lo tanto, se ha demostrado que el composite penetra
suficientemente en los poros retentivos de la superficie del esmalte grabado.
164
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
Muchos estudios sobre valores de resistencia al cizallamiento concluyeron de que los
tubos ortodónticos fracasan predominantemente en la interfaz de tubo–adhesivo
(Ostertag y cols., 1991). Nuestro estudio contradice estos resultados ya que se demostró
que el fallo se produjo predominantemente en la interfaz esmalte–adhesivo. Es probable
que debido a la variedad anatómica de los terceros molares, una base de tubo diferente
pueda adherir y adaptarse mejor a estas superficies.
El segundo de los protocolos evaluados en esta tesis consistió en estudiar cómo
influía el uso de un sistema adhesivo en los valores de resistencia al cizallamiento de
diferentes composites al ser cementados a diferentes temperaturas. Los resultados del
estudio apoyaron que ni la aplicación de adhesivo ni la selección de diferentes
temperaturas modifican los valores de resistencia al cizallamiento de tubos ortodónticos
cementados al esmalte de terceros molares humanos. Sin embargo, la elección del tipo
de agente cementante es un factor variable que afecta a los valores de resistencia al
cizallamiento.
El tipo de composite no influyó en los valores de resistencia al cizallamiento
excepto cuando se comparó XT respecto a Light Bond (LB). En nuestro estudio, hemos
utilizado 3 composites de uso exclusivo ortodóntico, diferenciándose en: (1) el tipo de
material compuesto, debido a que uno de ellos es un composite fluido (S) y los otros no
lo son (XT, LB) y, (2) la composición, especialmente en el material de relleno. XT tiene
partículas de cuarzo (77%), S zirconio (65%) y LB sílice (26%). Además, LB contiene
fluoruro de sodio en su composición a diferencia de los otros 2 composites.
165
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
Cuando nos fijamos en los valores de resistencia al cizallamiento de los
composites a los que no se les han añadido adhesivo (teniendo en cuenta sólo la fuerza
de unión del composite), la media de los valores de resistencia al cizallamiento tiende a
disminuir, a excepción de S a 5°C y XT a 40ºC. Una revisión de la literatura actual
muestra que muchos investigadores han logrado valores de resistencia al cizallamiento
similares en el cementado de brackets con S a temperatura ambiente y bajo las mismas
condiciones (Albaladejo y cols., 2011), lo que indica que ciertos composites fluidos de
viscosidad más fina pueden adherir al esmalte adecuadamente sin un sistema adhesivo
intermediario debido a las propiedades de los fluidos tales como su viscosidad y la
capilaridad en las porosidades de la superficie de esmalte grabado por ácido
ortofosfórico (Peutzfeldt y cols., 2004; Albaladejo y cols., 2011). Si se comparan los
valores de resistencia al cizallamiento de cada composite con adhesivo a cada una de las
temperaturas testadas con los mismos composites y temperaturas pero sin el empleo de
un adhesivo, no existen diferencias estadísticamente significativas. Por lo tanto,
podríamos prescindir del uso de un sistema adhesivo previo al cementado de tubos
ortodónticos mediante los agentes cementantes testados (XT, LB, S) y a cualquiera de
las temperaturas seleccionadas (5°, 20°, 40° y, 60°C), obteniendo así el beneficio en
clínica de disminuir el tiempo de sillón mediante la reducción en el número de pasos en
el protocolo de adhesión de tubos a esmalte sin comprometer la eficacia del agente
cementante.
La variable de temperatura en este estudio tiene menos influencia en la
predicción de los valores de resistencia al cizallamiento, aunque hemos encontrado
diferencias estadísticamente significativas y tendencias en los grupos de composites
cuando se enfrían y se calientan. Durante muchos años, los dentistas enfriaban los
composites antes de usarlos. Hoy en día, estos materiales se almacenan directamente en
166
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
pequeñas neveras. Por lo tanto, y por norma general, no se suelen utilizar materiales
compuestos a bajas temperaturas, a menos que la clínica dental se encuentre a estas
temperaturas o que se olvide de retirar los materiales de la nevera con antelación.
Aunque algunos estudios no encontraron efectos adversos al refrigerar composites
utilizados en clínica (Torre-Moreno y cols., 2003), otros defienden que es
probablemente el peor proceso posible (Burrow y cols., 1995). No hay consenso en la
literatura y ningún estudio previo de adhesión de aditamentos en Ortodoncia con el que
podamos comparar los resultados.
Otro aspecto a considerar es la viscosidad que el material compuesto adquiere
cuando se enfría debido a que se vuelve denso y hace que la colocación correcta del
tubo en su posición anatómica sea difícil. Debemos tener en cuenta que de acuerdo a los
datos obtenidos, la eficacia adhesivo no se altera mediante el enfriamiento de los
materiales, excepto para los composites de uso en Ortodoncia que utilizan sílice como
relleno y también contienen fluoruro de sodio (LB). Para este composite, la eficacia
adhesiva era mayor cuando se enfrió a 5°C en comparación con calentarlo a 60°C, el
cual mostró en MEB un alto número de fracturas del esmalte (Figura III.1.4 a) al retirar
los tubos. Este resultado puede deberse a que, (1) cuando calentamos el fluoruro de
sodio, la polimerización del material compuesto podría ser alterada, disminuyendo de
este modo los valores de de resistencia al cizallamiento (Devabhaktuni y cols., 2011) y
perjudicando a la fuerza adhesión de los mismos (Burrow y cols., 1995), y (2) un
aumento en el porcentaje de partículas de sílice, puede aumentar a su vez la contracción
de polimerización (Bang y cols., 2004). Las comparaciones con los resultados
anteriormente publicados son difíciles debido a una falta de consenso sobre los
materiales y métodos para las pruebas de resistencia de adhesión en Ortodoncia
(Toledano y cols., 2003). El tiempo de almacenamiento de las muestras antes de
167
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
testarlas es diferente y el área de unión en tubos es más grande que brackets.
En cuanto a calentar composites, atendiendo a la regresión lineal, nos
encontramos con que los tres composites empleados, independientemente del uso de
adhesivo, obtuvieron sus mejores resultados entre 20 y 40°C. Estos resultados suben
progresivamente a medida que se acercan a la segunda temperatura en la cual alcanzan
los valores de resistencia al cizallamiento más altos, a partir de aquí comienzan a
decaer. La excepción se encuentra al aplicar adhesivo a los composites que emplean
cuarzo como material de relleno (XT), en cuyo caso los valores de resistencia al
cizallamiento tienden a aumentar. Por el contrario, con el composite fluido con sílice
como material de relleno (S), el adhesivo tiende a decaer a partir de 5°C.
La viscosidad se puede reducir a través del pre-calentamiento antes de la
colocación y la polimerización a una temperatura de aproximadamente 68°C (Lee y
cols., 2006). Una disminución en la viscosidad entre 20 y 35°C también puede ocurrir
(Lee y cols., 2006). Con el aumento de viscosidad y fluidez, las resinas pueden fluir
fácilmente hacia la base de tubo y la superficie del diente grabado y por lo tanto mejorar
el nivel de retención mecánica, aumentando de este modo los valores de resistencia al
cizallamiento. Se ha encontrado que la temperatura también influyó en la dureza del
composite. La dureza del material compuesto pre-calentado a 3°C por encima de la
temperatura corporal (40°C) fue significativamente mayor (Frankenberger y cols., 2002;
Albaladejo y cols., 2011). De esta manera, se puede obtener una mejora teórica de sus
propiedades, que permite mayor facilidad de colocación de los tubos. En este estudio,
no existen diferencias significativas en el ARI (Artun y cols., 1984) a bajas temperaturas
y altas temperaturas, pero los datos muestran que los ARI de 0 ó 1 predominaron (75%
a baja temperaturas y el 73,3% a altas temperaturas). La aceptabilidad clínica de los
168
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
composites testados en el presente estudio parece ser adecuada reduciendo el tiempo
que se necesita para eliminar el adhesivo restante. Muchos estudios sobre valores de
resistencia al cizallamiento defienden que los tubos de metal ortodónticos fallan
predominantemente en la interfaz de tubo de adhesivo (Ostertag y cols., 1991). Nuestros
resultados están en desacuerdo con estos estudios, ya que muestran que el fallo se
produjo predominantemente en la interfaz esmalte-adhesivo, pudiendo ser posible que
una base diferente del tubo se adhiera mejor a las muestras. Los tubos Smart Clip
tienen una nueva malla Optimesh XRT con muescas adicionales que aumentan hasta un
35% de la resistencia de los tubos de cementados (Reynolds y cols., 1975).
Los únicos 6 casos de fracturas de esmalte en el descementado de los tubos (5%
de la muestra total) han ocurrido en el cementado de las muestras con LB sin adhesivo.
El riesgo de fractura del esmalte es 2.5 a 4.4 veces mayor en el grupo LB que en el
resto. Nuestros resultados coinciden con otros autores (Vicente y cols., 2005), que
sostienen que fracturas sólo se produjeron con LB (Figura III.1.4 a). Sin embargo, hay
que tener en cuenta que los tubos unidos a los molares soportan mayores fuerzas
oclusales que los brackets unidos a los dientes situados más anteriores en la boca
(Millet y cols., 1999).
Por último, el tercer protocolo desarrollado añade la variable bracket/tubo en la
línea de investigación seguida hasta ahora y un agente cementante no estudiado hasta el
momento, cementos ionómeros de vidrio modificados con resinas (RMGICs). Este tercer
protocolo estudia cómo influyen las diferentes áreas de las bases de estos aditamentos
en la adhesión en Ortodoncia. En este estudio se obtiene que el tipo de aditamento, y la
selección del agente cementante son variables que afectan a la resistencia al
169
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
cizallamiento, sin embargo la aplicación de un sistema adhesivo no influye en la
eficacia adhesiva (ver los resultados en la Tabla III.3.1).
Cuando consideramos únicamente la variable del agente cementante,
observamos que entre los nuevos cementos propuestos en este estudio como agentes
cementantes de aditamentos ortodónticos, los composites fluidos mostraron los mismos
valores que las resina compuesta de uso en Ortodoncia XT y el compómero del sistema
APC Plus. También mostraron mayores valores de resistencia al cizallamiento que los
RMGICs.
Fuji Ortho LC (FO), dentro de los RMGICs obtuvo los valores de resistencia al
cizallamiento promedio más bajos. Estos resultados están en consonancia con estudios
anteriores que obtuvieron valores de resistencia al cizallamiento inferiores de las
RMGICs que de los composites (Cook y cols., 1990; Meehan y cols., 1999). Sin
embargo, un estudio de Bishara (Bishara y cols., 1998) defendió no encontrar
diferencias significativas ente FO y XT. Las variaciones en los resultados de los
diferentes estudios pueden deberse a diferencias en el protocolo de investigación y la
sensibilidad de la técnica de los materiales. Se justificaría una investigación adicional en
este área con el fin de esclarecer resultados más concisos.
APC mostró los mismos valores que W y XT. Este compómero presenta una
penetración de la resina bien definida en el esmalte desmineralizado (sin la presencia de
poros/burbujas) con todo el adhesivo remanente en la superficie del esmalte (Figura
III.3.2 a-c) y el tubo (Figura III.3.3 a-c) una vez realizado el descementado. Además,
tiene la ventaja de incluir flúor disminuyendo el riesgo potencial de descalcificación del
esmalte (Forsten y cols., 1977).
170
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
Cuando incluimos la variable adhesivo en el cemento utilizado, se puede
observar que no influye en los valores de resistencia al cizallamiento obtenidos,
independientemente del agente cementante. Numerosos estudios realizados en tubos
apoyan nuestros datos (Lobato y cols., 2012; Lobato y cols., 2013), sin embargo, en
brackets se han demostrado valores de resistencia al cizallamiento superiores cuando se
utiliza un adhesivo intermedio (D’Attilio y cols., 2005; Tecco y cols., 2005; Vicente y
cols., 2009).
En nuestro tercer protocolo, la variante que realmente afectó a los valores de
resistencia al cizallamiento fue el tipo de diente (molares y premolares), y el tipo de
aditamento a cementar (bracket/tubo). Cuando se cementa un tubo o un bracket con el
mismo cemento, el tubo presenta valores de resistencia al cizallamiento más altos, que
son clínicamente deseables debido a que los tubos unidos a molares soportarán mayores
fuerzas oclusales que los brackets unidos a dientes situados más anteriormente en la
arcada dentaria (Millett y cols., 1999). Este aumento se produjo en todos los valores de
resistencia al cizallamiento excepto para APC y W sin adhesivo, y FO con y sin
adhesivo. Los tubos tienen un área de superficie mayor (15,8 mm² - tubo molar metálico
Smart Clip - y 15,3 mm² - tubos del sistema APC Plus con cemento incorporado -) que
los brackets (9,4 mm² - Victory brackets - y 9,79 mm² - tubos del sistema APC Plus con
cemento incorporado -), por lo que parece ser una relación entre el área de superficie de
la base y la fuerza al fallo. Los autores argumentan que para cada mm² más de
superficie de base, se requiere una fuerza adicional de 3,11 N para despegar el tubo
(Talpur y cols., 2012). Por otra parte, todos los aditamentos tienen la misma malla de
base, tanto los brackets Victory como los tubos y brackets Smart Clip y el sistema APC
mostraron un micro-grabado de malla de calibre 80 (Weinberger y cols., 2005). Por esta
razón, se excluye que las diferencias en los valores de resistencia al cizallamiento
171
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
entre los diferentes subgrupos puedan deberse a variaciones en la malla de la base de los
aditamentos. No se llevó a cabo ningún tipo de acondicionamiento de superficie que
pudiera influir en los valores obtenidos, como es el caso de silanización en aditamentos
cerámicos (Özcan y cols., 2008).
El índice ARI (Artun y cols., 1984) proporciona información que tiene
importantes aplicaciones clínicas para la retirada de adhesivo residual tras descementar
la aparatología ortodóntica, así el índice ARI y la resistencia de unión son factores a
tener en cuenta. Se deben obtener una buena adhesión de los aditamentos ortodónticos
que preserve a su vez la integridad del esmalte. Un índice ARI alto (2-3) implica que
hay un mayor riesgo de daño iatrogénico a la superficie del esmalte cuando se retira el
cemento remanente tras los procedimientos de retirada de aditamentos, limpieza y
pulido (Zarrinnia y cols., 1995). Los datos de ARI registrados en la Tabla III.3.2
agrupan el adhesivo residual en el poco adhesivo remanente en la superficie del diente
(0-1 significa que todo o la mayoría del agente cementante se elimina durante la retirada
de aditamentos) (Figura III.3.4 a-c; Figura III.3.5 a-c) y mucho adhesivo remanente (2-
3) (Figura III.3.6 a-c; Figura III.3.7 a-c). Muchos estudios sobre valores de resistencia al
cizallamiento afirman que los tubos metálicos fallan predominantemente en la interfaz
tubo-adhesivo (Ostertag y cols., 1991). Nuestros resultados están en desacuerdo con
estos estudios, ya que se demostró que el fallo se produjo en casi todos los grupos de
tubos en la interfaz esmalte-adhesivo, aunque posiblemente una base de tubo de
diferente pueda adherirse mejor a la superficie de los molares utilizados para el
protocolo (terceros molares).
172
___________________________________________________________________ DISCUSIÓN _______
El fallo en la adhesión mostró diferencias cuando se compararon tubos y
brackets con XT con adhesivo, W y FO sin adhesivo y APC con y sin adhesivo,
encontrando que un porcentaje de ARI 0-1 fue mayor en los molares que en premolares,
excepto W sin adhesivo (Figura III.3.6 a; Figura III.3.7 a) y APC sin adhesivo. Cuando
se estudió el porcentaje de fracturas de esmalte a descementar aditamentos ortodónticos,
se observó que el mayor número de fracturas (66,7% de la muestra) se produjo en
molares con APC y adhesivo. Este alto porcentaje de fracturas puede estar asociado con
el elevado número de fallos mixtos (58,3%), debido a los altos valores de resistencia al
cizallamiento que se pueden llegar a producirse al descementar tubos. El área de
cementado presentó numerosos poros/burbujas y grietas transversales (Figura III.3.3 c;
Figura III.3.4 b,c) a través de la interfaz en el cemento residual.
173
V. CONCLUSIONES
174
175
_______________________________________________________________ CONCLUSIONES _______
1. Todos los agentes cementantes empleados (composites de uso ortodóncico,
composites fluidos, aditamentos con compómero incorporado y cementos de
ionómero de vidrio modificado con resina) obtuvieron unos valores de
resistencia al cizallamiento aceptables para su uso en el cementado de tubos
y brackets.
2. El empleo de un sistema adhesivo no influye en la eficacia adhesiva
obtenida en la interfase bracket-esmalte y tubo-esmalte, independientemente
del cemento empleado.
3. La temperatura se considera una variable que ejerce un cambio en la eficacia
adhesiva obtenida en el cementado de tubos en la que a 20ºC, los valores de
resistencia a la cizalla tienden a ascender hasta los 40ºC que comienzan a
bajar, excepto cuando se aplica adhesivo con composites cuyas partículas
contienen cuarzo, que entonces continúan aumentando. Los composites sin
adhesivo cuyas partículas contienen sílice, tienden a descender a partir de
los 5ºC.
4. Los tubos muestran una mayor eficacia adhesiva que los brackets al
cementarse sobre esmalte si se emplea un cemento tradicional de ortodoncia
o un composite fluido, así como si se cementan con aditamentos con
compómero incorporado junto a un sistema adhesivo. Sin embargo, tubos y
brackets muestran las mismas fuerzas de resistencia al cizallamiento si se
emplea un cemento de ionómero de vídrio modificado con resina o un
aditamento con compómero incorporado sin sistema adhesivo previo.
176
_______________________________________________________________ CONCLUSIONES _______
5. El descementado de tubos presenta un índice de adhesivo residual menor
que el obtenido en brackets que aumentan el riesgo de lesiones iatrogénicas
en el proceso de remoción. Para ser lo más conservador posible con el
esmalte una vez quitada la aparatología, se aconseja cementar los tubos con
un composite fluido que contiene partículas de zirconia con y sin adhesivo
previo, mientras que para brackets un compómero con adhesivo. El mayor
número de fracturas de esmalte tiene lugar al remover brackets con un
composite de gran fluidez que contiene flúor y tubos con cementos que
contienen sílice con y sin adhesivo así como con APC con adhesivo.
177
VI. REFERENCIAS
178
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200
201
VII. APÉNDICES
202
203
__________________________________________________________________ APÉNDICES _______
Apéndice I. Índice de Impacto de los artículos originales (JCR 2012)
Lobato M; Montero J; Ceballos L; Oyagüe RC; Fuentes MV; Sánchez JM;
Albaladejo A. Effect of adhesive application on the shear bond strength of flowable
composite resins and APC Plus to orthodontic molar tubes. J Adhes Sci Technol.
2012; 27: 811-9
ISSN: 0169-4243
Índice de Impacto: 2.402 JCR Science Edition: 2012.
Categoría: Chemical, Engineering
Posición en la categoría: 75 de 133 (T2).
Lobato M, Montero J, Fuentes MV, Albaladejo A. Effect of adhesive application
on the shear bond strength of refrigerated and pre-heated of different composite
resins to orthodontic molar tubes. J Adhes Sci Technol. 2013; 27: 2251-64
ISSN: 0169-4243
Índice de Impacto: 2.402 JCR Science Edition: 2012.
Categoría: Chemical, Engineering
Posición en la categoría: 75 de 133 (T2).
204
__________________________________________________________________ APÉNDICES _______
Lobato M, Santos del Riego S, Montero J, Orellana MI, Mirón JA, Castaño A,
Albaladejo A. Effect of adhesive application on the shear bond strength using
different cementing agents in molar and premolar attachments. J Adhes Sci
Technol. 2013; Aceptado para publicación el 18/10/2013
ISSN: 0169-4243
Índice de Impacto: 2.402 JCR Science Edition: 2012.
Categoría: Chemical, Engineering
Posición en la categoría: 75 de 133 (T2).
205